1 10 86 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/b1bc7edf22f6aedfd60ca383606dac24.pdf d78668ba1a1a6e549f0d469dd89b09e2 PDF Text Text FOLLETO Tareas docentes para la educación en el trabajo desde la asignatura Ortodoncia de la carrera de Estomatología Dirigido a estudiantes que cursan el 4to año de la carrera Estomatología en la Filial de Ciencias Médicas de Moa Dr.Zeida Gámez Alba �Página legal Título de la obra. Tareas docentes para la educación en el trabajo desde la asignatura Ortodoncia. (Dirigido a estudiantes de 4to año de la Filial de Ciencias Médicas de Moa). 24 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 – ISBN: 978-959-16-3045-2 1. Autor: Dr. Zeida Gámez Alba 2. Institución: Filial de Ciencias Médicas “Tamara Bunke Bider” Edición y Corrección: M.Sc. Niurbis La Ó Lobaina Institución del autor: Filial de Ciencias Médicas “ Tamara Bunke Bider” Editorial Digital Universitaria Moa, año 2016 La Editorial Digital Universitaria 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 Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://ismm.edum.edu.cu Editorial Digital Universitaria de Moa �Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 PARTE I......................................................................................................................................... 3 TAREAS DOCENTES PARA EL DESARROLLO DE LA EDUCACIÓN EN EL TRABAJO DESDE LA ASIGNATURA ORTODONCIA DE LA CARRERA DE ESTOMATOLOGÍA EN LA FILIAL DE CIENCIAS MÉDICAS DE MOA ....................... 3 • Componentes didácticos de la tarea docente .................................................... 4 PARTE II ....................................................................................................................................... 6 PRESENTACIÓN DE LAS TAREAS DOCENTES PARA LA EDUCACIÓN EN EL TRABAJO DESDE LA ASIGNATURA ORTODONCIA EN LA CARRERA DE ESTOMATOLOGÍA EN LA FILIAL DE CIENCIAS MÉDICAS DE MOA ....................... 6 CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 23 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 23 1 �INTRODUCCIÓN Este trabajo partió de un estudio diagnóstico al proceso de enseñanzaaprendizaje de la asignatura Ortodoncia, de la carrera de Estomatología en el municipio de Moa, la que se estudia en la Filial de Ciencias Médicas de esta localidad, el que reveló insuficiencias en el tratamiento al trabajo independiente de los estudiantes que cursan el cuarto año de esta carrera. Como vía de solución al problema detectado se proponen tareas docentes basadas en casos clínicos y con la utilización y la orientación del trabajo independiente se pretende que el estudiante sea capaz de dirigir su aprendizaje, su educación permanente y eficiente en el trabajo. La proyección de las tareas parte de la asunción de las posiciones teóricas que sustentan el trabajo independiente, y en particular sobre las tareas docentes. Se realizó la valoración de las tareas propuestas en taller de socialización con especialistas, lo que evidenció su pertinencia para el desarrollo de la educación en el trabajo en la asignatura Ortodoncia y su aplicación práctica a otros contextos donde se estudia la carrera. Se trata de graduar un estomatólogo general básico que tenga profundamente arraigado en su pensamiento y acción, que la estomatología se ocupa del hombre como ser biopsicosocial, íntimamente vinculado a la familia y a la comunidad ligados a los siguientes aspectos: promoción, prevención, curación y rehabilitación. O sea, que interioricen la necesidad de preservar la salud del complejo buco-facial a través de la atención estomatológica integral. 2 �PARTE I PARTICULARIDADES DE LAS TAREAS DOCENTES PARA EL DESARROLLO DE LA EDUCACIÓN EN EL TRABAJO DESDE LA ASIGNATURA ORTODONCIA DE LA CARRERA DE ESTOMATOLOGÍA EN LA FILIAL DE CIENCIAS MÉDICAS DE MOA Las tareas docentes es donde se concretan las acciones y operaciones a realizar por el alumno, si se hace referencia a la tarea como aquellas actividades que se conciben para realizar por el grupo de alumnos en la clase y fuera de esta, vinculada a la búsqueda y adquisición de los conocimientos y el desarrollo de habilidades. La formulación de las tareas plantea determinadas exigencias al alumno, estas repercuten tanto en la adquisición del conocimiento como en el desarrollo del intelecto. Zayas (1999) expresa que «la explicación de un concepto y su correspondiente compresión por el alumno, la realización de un ejercicio o de un problema por este, son ejemplos de tareas docentes». Autores como Silvestre (2000) y Zilberstein (2000), por su parte, consideran las tareas docentes « [...] como aquellas actividades que se orientan para que el alumno las realice en clases o fuera de esta, implican la búsqueda de conocimientos, el desarrollo de habilidades y la formación integral de la personalidad». La tarea según Concepción y Rodríguez (2006) constituye el núcleo del trabajo independiente de los estudiantes. El profesor elabora la tarea, la orienta y la controla, como medio de enseñanza. El estudiante la resuelve como medio de aprendizaje. Entendemos por tarea una situación de aprendizaje que debe resolver el estudiante como medio para la apropiación de los contenidos. A partir de los criterios apuntados por Fraga (1996), se presentan las características fundamentales de la tarea docente: 3 �1. Tiene que ser concebida en función de los objetivos de la materia que se trate. 2. Debe ser concebida con una concepción integradora. 3. Debe estar concebida en forma de sistema, de lo simple a lo complejo. 4. Debe presentar exigencias que estimulen el desarrollo intelectual (pensamiento lógico), la valoración del conocimiento revelado y de la propia actividad, a través de ejercicios y situaciones donde el estudiante aplique el conocimiento aprendido. 5. Debe dar respuesta a las necesidades educativas de los alumnos (diagnóstico), todo lo cual se pondrá de manifiesto en su formulación y control. Estas necesidades a las que dará respuesta, deben estar en correspondencia con las cualidades y valores a desarrollar en el objetivo formativo. 6. Debe, en sus exigencias (concepción), dar salida curricular al trabajo político –ideológico, formación de valores, al trabajo con los programas directores, programas de la Revolución y los ejes transversales. • Componentes didácticos de la tarea docente El método de enseñanza: fundamentalmente se trabajan tres métodos: El explicativo-ilustrativo, la elaboración conjunta y el trabajo independiente en las disimiles variantes en las que pueden aparecer planteados. La situación de aprendizaje: que ya se conoce, plantea la tarea que deberá realizar el estudiante durante la clase. El procedimiento: Es decir, cómo desarrollar el método a emplear en la clase, a través de una secuencia lógica de actividades entre el profesor y el alumno. Es importante precisar en esa secuencia lógica, cómo se le da tratamiento en la situación de aprendizaje concebida por el profesor, al trabajar con los programas de la Revolución, los programas directores, la formación de valores, el desarrollo de habilidades lógicas, etc. Esto estará relacionado con las cualidades y valores declarados en el objetivo. Por otra parte se tendrá en cuenta su concepción, las características que debe reunir la tarea. 4 �La tarea docente constituye el núcleo del trabajo independiente de los estudiantes. El profesor elabora la tarea, la orienta y la controla, como medio de enseñanza. El alumno la resuelve como medio de aprendizaje. Varios autores han evaluado el papel de la tarea docente en la dirección del trabajo independiente, son de destacar los trabajos de: Franco Pérez M y León Granados A, (2010) acerca del trabajo independiente en la educación superior a través de la tarea docente; el trabajo de Sosa Oliva Y y colaboradores (2010), en el que analiza el papel de las tareas docentes y el desarrollo de la profundidad del pensamiento, proponiendo una metodología para su concepción. Las Ciencias Médicas están obligadas a aplicar las actividades de trabajo independiente en aras de fomentar el desarrollo de habilidades, hábitos y capacidades en los estudiantes de Estomatología. El trabajo independiente debe ser concebido entonces como un sistema de tareas didácticas tendientes a promover el aprendizaje compartido, siempre y cuando las mismas garanticen el desarrollo ascendente e ininterrumpido de la independencia cognoscitiva de los estudiantes, condicionado lo anterior por una adecuada interacción profesoralumno. (Cobián A, 2010). Es a través de la educación en el trabajo que se ponen en práctica y se desarrollan las habilidades y hábitos de los estudiantes, se logra la motivación de estos y se propicia la consolidación y aplicación de los conocimientos esenciales, como forma de organización de la enseñanza y componente de un sistema que es planificado, organizado, dirigido y controlado por el profesor, donde según los objetivos se establecen las tareas docentes y el trabajo independiente de cada estudiante con su posterior control. 5 �PARTE II PRESENTACIÓN DE LAS TAREAS DOCENTES PARA LA EDUCACIÓN EN EL TRABAJO DESDE LA ASIGNATURA ORTODONCIA EN LA CARRERA DE ESTOMATOLOGÍA EN LA FILIAL DE CIENCIAS MÉDICAS DE MOA TEMA I. Crecimiento y desarrollo Tarea docente 1. Crecimiento y desarrollo Objetivos: a) Definir los conceptos de crecimiento, desarrollo y maduración, para aplicarlos directamente en el paciente. b) Identificar las etapas del crecimiento general normal para ir conociendo la evolución en cada una de ellas. c) Describir los métodos que se utilizan para estudiar el crecimiento físico y el desarrollo. 6 �Acciones a desarrollar: 1-Relacione la columna A con la B Columna A Columna B Crecimiento ----- Significa sazón; la estabilización del estado adulto provocada por el crecimiento y el desarrollo Desarrollo ------ Aumento del tamaño, talla y peso Maduración ------ Es el cambio en las proporciones físicas 2- El crecimiento general del hombre dura aproximadamente hasta los 22 años y se divide de la siguiente forma:--------------------------,------------------------ y ------------------------,----------------------. 3-Complete las siguientes frases teniendo en cuenta los métodos que se utilizan para estudiar el crecimiento físico y el desarrollo. • Suposición hábil basada en la experiencia, las opiniones no deben ser ridiculizadas. Son la forma más cruda de conocimientos científicos, siempre deben ser desiguales por lo que son, la suposición parcial de un hombre------------------------------------. • El método se usa para la evaluación del desarrollo del busto, los patrones de pelo púbico y axilar, forma de las orejas, color de los ojos, huellas digitales, etc. Mientras las apreciaciones utilizan comparaciones con escalas o clasificaciones aceptadas disponen los datos en convencionales, los ordenamientos consecuencias ordenadas de acuerdo al valor____________________. • Son útiles para estudiar fenómenos todos o nada, por ejemplo: ausencia congénita de dientes. Las observaciones se usan también en forma limitada cuando no son posibles datos cuantitativos; por ejemplo: En un examen visual rápido de 67 niños esquimales entre los 6 y 11 años no se observó ninguna mal oclusión Clase II_____________. • En las mediciones cuantitativas encontramos __________________, _______________________ Y ______________________. 7 �BIBLIOGRAFÍA: • Crecimiento y desarrollo cráneo-facial. Castellano Pág. 18-19. • Manual de Ortodoncia. Moyers Pág. 6-12. • Temas de Ortodoncia. Estomatología Infantil. Colectivo de autores. Primera parte Pág. 41-56. • Ortodoncia. Principios fundamentales y prácticos. Mayoral Pág. 1-7. Tarea docente 2. Crecimiento y desarrollo prenatal Objetivo: Identificar en qué período del desarrollo prenatal se producen las malformaciones congénitas. Acciones a desarrollar: 1- Las etapas en el desarrollo embrionario desde la fecundación hasta el nacimiento son-------------------------------,-------------------------- y----------------------------. 2- La cabeza y la cara se desarrollan a partir de :------------------------------,---------------------,--------------------. 3- Complete las siguientes frases: La no fusión de los procesos maxilares con los procesos nasales medios se forma el ______ _______ _______ y ocurre a la ____ semana de vida intrauterina. La falta de fusión entre los procesos maxilares y los nasales laterales ocasionan la_______ _________ ________ a la _____ semana de vida intrauterina. 8 �La unión de los procesos nasales medios forma el __________, de persistir como _______ _______ o ______ ________ _________ y ocurre a la ______ semana de vida intrauterina. BIBLIOGRAFÍA: • Colectivo de autores, 1ra parte. Pág. 59-90 • Ortodoncia. Principios fundamentales y práctica. Mayoral. Pág. 7-53 • Manual de Ortodoncia. Moyers. Pág. 19-28; 31-36; 39-43. TEMA II: Desarrollo de los dientes y la oclusión fisiología dentomaxilofacial Tarea docente 1. Desarrollo de los dientes y la oclusión primaria y permanente. Objetivos: a) Explicar orden, cronología de brote y características morfológicas y funcionales de los dientes temporales y permanentes. Acciones a desarrollar: 1-Complete los siguientes espacios en blanco en cuanto a las características de los dientes temporales. 9 �• Los ---------------------- son ovoides. • Los molares son---------------------------- que las bicúspides. • El color de los dientes----------------- y cuellos ---------------------. • El sobrepase es de ------------------------- o --------------------------. 2-Paciente de 9 años de edad que acude a consulta con dientes rotados. Puede marcar la fórmula dentaria del maxilar superior correcta. • -------------------16 15 14 53 12 11 21 22 63 24 25 26 • -------------------16 55 14 53 12 11 21 22 63 24 65 26 BIBLIOGRAFÍA: • Temas de ortodoncia y estomatología infantil. 1ra parte Cap. IV y V • Guías prácticas de Estomatología. Cap. 5 Oclusión. TEMA III: Diagnóstico y etiología de las anomalías dentomaxilofaciales Tarea docente 1. Concepto y etiología de las anomalías dentomaxilofaciales. Objetivos: Realizar el diagnóstico diferencial, etiológico e individual de las anomalías dentomaxilofaciales 10 �Acciones a desarrollar: 1-El orden del diagnóstico de las anomalías dentomaxilofaciales es tejidos blandos, ----------------------, -----------------------, ------------------------- y de la -------------------------. 3-El sistema estomatognático está constituido por varios elementos, cualquier alteración de una de sus partes dará lugar a la aparición de anomalías dentomaxilofaciales. Teniendo en cuenta las mismas complete los espacios en blanco. a) Las anomalías se clasifican en ____________, ______________, _______________, _______________ y ___________________. b) Las anomalías de volumen de los labios son ________________ y _______________. c) La hiperdoncia es una anomalía de _____________ de los dientes. d) Las anomalías de volumen de los maxilares son: _______________ y ----------. e) La caída _______________. y erupción precoz de los dientes es una ------ anomalía de BIBLIOGRAFÍA: • Colectivo de Autores 1ra parte p 141-154, 177-187 • Mayoral p 121-206 TEMA IV: Biomecánica Tarea docente 1. Biomecánica. Introducción y concepto. Movimiento dentario. Objetivos: Conocer los aspectos relacionados con la biomecánica Acciones a desarrollar: 1-La biomecánica se ocupa del movimiento de los organismos vivos. Relacione la columna A (movimiento ortodóncico) con la B (características). 11 �A (mov. ortodóncico) a)Movimiento de ingresión B (características) 1- __Es el más difícil de realizar, por la forma del alveolo hay una gran descomposición de fuerzas b)Movimiento de gresión 2- __Es el que más recidiva c)Movimiento de rotación 3- __Movimiento del diente fuera del alveolo, muy fácil de realizar d)Movimiento de versión 4-__Se produce reabsorción y aposición a lo largo de la raíz, desapareciendo el fulcreem e)Movimiento de Egresión 5-__El diente se mueve sobre un eje imaginario horizontal 12 �BIBLIOGRAFÍA: • Colectivo de autores. Temas de ortodoncia en estomatología infantil. Tomo II. Pág. 6- 50 • Mayoral. Principios fundamentales y práctica. Pág. 359-387 TEMA V: Discrepancia hueso – Diente Tarea docente 1: Discrepancia hueso – Diente. Etiología y clasificación Objetivos: Evaluar la discrepancia hueso - diente, sus causas y clasificación. Acciones a desarrollar: 1-Paciente de 8 años de edad que presenta discrepancia de -7,4 mm, con índice incisivo superior de 36 mm e inferior de 25 mm. Analice las proposiciones según las características del caso y seleccione la alternativa correcta. -Proposiciones a) Discrepancia hueso-diente negativa moderada ----- 13 �b) Su posible etiología es la macrodoncia ------ c) Discrepancia hueso-diente negativa elevada ----- Tarea docente 2. Manifestaciones clínicas de la discrepancia hueso-diente negativa. Objetivo: Definir las características clínicas de la discrepancia hueso-diente negativa Acciones a desarrollar: 1-Dentro de las manifestaciones de la discrepancia hueso-diente negativa se encuentran: 1-Ectopia dentaria 14 �2-Retención dentaria 3- Diastemas 4-Apiñamiento 5-Vestibuloversion sin diastemas 6-Transposición dentaria 15 �7-Mordida cruzada anterior simple Alternativas: A. 1,5,6,7 B. 1,3,5,7 C. 1,2,3,4 D. 1,2,4,5 Tarea docente 3. Discrepancia hueso-diente negativa elevada Objetivo: 1-Definir el tratamiento de la discrepancia hueso-diente negativa elevada en el nivel de atención primaria. Acciones a desarrollar: 1-El tratamiento ante la presencia de una discrepancia hueso diente negativa severa es -------------------------. 2- Para la frase incompleta que brindamos a continuación uno o varios de los complementos enumerados propuestos son correctos para completar la frase. Seleccione la alternativa correcta. Frase incompleta: En un plan clínico de extracciones seriadas tenemos como requisitos fundamentales: 16 �Complementos: 1. Bajo índice de caries 2. Discrepancia hueso-diente positiva 3. Clase I de Angle 4. Oligodoncia de los segundos premolares. 5. Buen balance neuromuscular y psíquico Alternativas: A. 1,2,3 B. 1,2,4 C. 1,3,4 D. 3,4,5 E. 1,2,5 3- Las indicaciones para realizar el plan clínico de extracciones seriadas son las siguientes: Complementos: 1- Macrodoncia 2- Macrognatismo antero-posterior 3-Microdoncia 17 �4-Mesiogresion 5- Micrognatismo transversal y antero-posterior o ambos Alternativas: a) 1,2,3 b) 1,3,4 c) 2,3,4 d) 1,4,5 e) 1,2,5 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: • Tratado de Ortodoncia. Texto para estudiantes de Pregrado. Dr. R. Otaño Lugo y Col. de Autores BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: • Power Point: “Discrepancia hueso diente” • Documento teórico: “Métodos para calcular la discrepancia hueso diente”. • Video clase No 3: “Discrepancia hueso diente”. Tema VI: Diagnóstico y tratamiento de las Disfunciones Neuromusculares y otras anomalías de la atención primaria 18 �Tarea docente 1. Disfunciones neuromusculares. Concepto. Etiología. Manifestaciones clínicas. Tratamiento. Objetivo: Diagnosticar y tratar las disfunciones neuromusculares del aparato estomatognático que se presentan en la atención primaria. Acciones a desarrollar: 1-Complete los espacios en blanco: El término disfunción neuromuscular se refiere al anormal funcionamiento de ciertos -------------------- que afectan en alguna medida las ---------------- de todo el sistema estomatognático. 2- Seleccione la respuesta correcta: Asiste a consulta una mama con una niña de 9 años que presenta falta de cierre labial, arcada superior estrecha y paladar profundo, vestibuloversion de incisivos superiores, resalte aumentado y mordida profunda. Ud. lo diagnostica como: a) ___Succionador del pulgar b.) ___ Protracción lingual 19 �c.) ___Respirador bucal. El tratamiento inmediato por el EGB es: a. ___remitir al otorrino, alergista y mioterapia b. ___colocar pantalla oral c. ___colocar placa de Hawley con levante de mordida TEMA VII: Diagnóstico y enfoque terapéutico de las oclusiones invertidas Tarea docente 1. Oclusión invertida Objetivo: Diagnosticar y tratar la oclusión invertida Acciones a desarrollar: 1- Paciente femenina de 9 años de edad traida a consulta por la mamá. Al examen clínico se observa el 11 en linguoversión con resalte de -1mm, el diente es de tamaño normal y existe suficiente espacio en la arcada para su correcta ubicación. Basado en el caso clínico, seleccione la respuesta correcta. El diagnóstico es: a) ___Mordida cruzada anterior simple 20 �b) ___Mordida cruzada anterior complicada c) ___Mordida cruzada anterior funcional. El tratamiento de elección es: a) ___Depresor lingual b) ___Pantalla oral 21 �c) ___Hawley con rejilla 2- El resorte invertido anterior simple (mordida cruzada anterior simple) es una de las anomalías dentomaxilofaciales que puede tratar el EGB de la siguiente forma: 1. Utilización de mioterapia para el orbicular de los labios. 2. Aparatología removible con resortes de vestíbulo versión y levantamiento de mordida. 3. Colocación de arco lingual con omega anterior 4. Colocación de un plano inclinado por un periodo no mayor de 21 días 5. Colocación de placa activa con resorte de coffin 6. Colocación de bandas en molares superiores e inferiores con botones y ligas 7. Utilización de un depresor lingual varias veces al día. Alternativas: A. 1,3,7 B. 2,3,6 C. 1,4,5 D. 2,4,7 E. 2,5,7 22 �CONCLUSIONES • En el diagnóstico realizado al estado actual del trabajo independiente en la asignatura de Ortodoncia de la carrera de Estomatología de la Filial Universitaria del Municipio de Moa, se pudo constatar la existencia de incoherencias entre la efectividad del trabajo metodológico y el nivel de desarrollo alcanzado en el proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes. • Las tareas docentes que se proponen haciendo uso de imágenes digitales y teniendo como base el principio de la relación teoría–práctica, permite llevar a los estudiantes a niveles superiores del desarrollo del aprendizaje en la asignatura Ortodoncia. BIBLIOGRAFÍA PÉREZ GARCÍA LM CALDERÓN MORA MM: Y “Enfoque desarrollador en la enseñanza del diagnóstico clínico de anomalías dentomaxilofaciales”. Gac Méd Espirit [internet]. 2014 [citado: oct 2014]; 16(2). Disponible en: http://revgmespirituana.sld.cu/index.php/gme/article/view/644/486. 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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 Tareas docentes para la educación en el trabajo desde la asignatura Ortodoncia Creator An entity primarily responsible for making the resource Zeida Gámez Alba Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Folleto Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2016 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/b0e212d1ceff1ba2df2afb2d533e38f0.pdf 7dc960363891c16f2ed9e9285f9d1777 PDF Text Text Tesis Doctoral: CIENCIAS GEOLÓGICAS Evaluación de la susceptibilidad del terreno a la rotura pordesarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda YURI ALMAGUER CARMENATES Moa 2005 www.ismm.edu.cu/edum �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO ¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS GEOLÓGICAS AUTOR: MSC. YURI ALMAGUER CARMENATES TUTOR: DR. RAFAEL GUARDADO LACABA MOA, 2005 �SÍNTESIS El presente trabajo titulado “Evaluación de la susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda” tiene como objetivo general evaluar los niveles de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda que permita establecer criterios de estabilidad de taludes y laderas y sirva de base para futuras evaluaciones de riesgos para prevenir o mitigar los daños derivados de estos fenómenos. La metodología empleada parte de la confección del mapa inventario de deslizamientos. La influencia de los factores condicionantes como lito-estructura, tectónica, condiciones hidrogeológicas y geotécnicas, pendiente del terreno y el uso de suelo sobre las inestabilidades, se determina mediante el método estadístico de análisis condicional. Como resultados se presenta una caracterización de los mecanismos y tipologías de deslizamientos desarrollados en el área. Se realiza una valoración de los factores que influyen en las inestabilidades, haciendo énfasis en las características geotécnicas de la corteza laterítica y se obtiene el mapa de susceptibilidad del terreno para el yacimiento Punta Gorda. �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral TABLA DE CONTENIDO Materia Página 1 INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN Base teórica de la investigación. 9 Métodos de estimación de la susceptibilidad del terreno. 15 Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en la cartografía de susceptibilidad. 19 La cartografía de susceptibilidad en Cuba. 21 Algunos trabajos recientes de cartografía de susceptibilidad a nivel mundial. 26 Tendencias actuales de la cartografía de susceptibilidad. 28 CAPITULO II. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO Generalidades. 31 Condiciones geológicas. 32 Condiciones hidrogeológicas. 37 Fenómenos y procesos geodinámicos. 38 Conclusiones. 40 CAPÍTULO III. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN DE SUSCEPTIBILIDAD DEL TERRENO A LA ROTURA Introducción. 42 Criterios de inestabilidad. 42 Factores condicionantes utilizados en el análisis de susceptibilidad. 44 Metodología de valoración de la susceptibilidad a la rotura mediante el análisis 51 estadístico. Conclusiones. CAPÍTULO 55 IV. EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD DEL TERRENO A LA ROTURA EN EL YACIMIENTO PUNTA GORDA Introducción. 56 Descripción y cartografía de deslizamientos. 56 Clasificación de los deslizamientos. 62 Descripción de los factores que intervienen en el surgimiento de inestabilidades. 66 Valoración y reclasificación de los planos de factores condicionantes. 87 Descripción del plano de susceptibilidad. 90 Conclusiones. 91 CONCLUSIONES 93 RECOMENDACIONES 95 �Y. Almaguer Carmenates REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS Tesis Doctoral 96 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral RELACIÓN DE FIGURAS CAPÍTULO I 1.1 Presión de poros sobre una superficie de rotura potencial. 11 1.2 Diagrama de esfuerzo-deformación. Resistencia máxima y residual. 12 1.3 Dirección esfuerzos principales en la rotura de un talud. 13 1.4 Envolvente de rotura y círculo de Mohr. 13 CAPÍTULO II 2.1 Ubicación geográfica del área de estudio. 31 2.2 Plano litológico del substrato rocoso del yacimiento Punta Gorda. 41 2.3 Diagrama de roseta del agrietamiento en el yacimiento Punta Gorda. 35 2.4 Diagrama de roseta de fallas en el yacimiento Punta Gorda. 36 2.5 Diagrama de roseta de diques de gabro en el yacimiento Punta Gorda. 37 2.6 Procesos erosivos en taludes del yacimiento Punta Gorda. 39 CAPÍTULO III 3.1 Procedimientos para la caracterización y combinación de factores 53 condicionantes mediante técnicas SIG a través de análisis probabilístico condicional. 3.2 Procesos de rasterización y reclasificación para la obtención de planos de 54 susceptibilidad de factores condicionantes. 3.3 Metodología empleada en la evaluación de la susceptibilidad del terreno a la 54 rotura. CAPÍTULO IV 4.1 Plano inventario de deslizamientos. 59 4.2 Deslizamiento traslacional desarrollado en corteza laterítica. 64 4.3 Deslizamiento rotacional desarrollado en corteza laterítica. 64 4.4 Deslizamiento en cuña desarrollado en corteza laterítica residual. 65 4.5 Diagrama de planos principales de grietas y ladera. Análisis tipológico de 68 movimientos en el caso de estudio 1. 4.6 Representación gráfica del movimiento planar. Posición relativa de las 68 familias de grietas y la ladera. 4.7 Diagrama de planos principales de grietas y ladera. Análisis tipológico de 69 movimientos en el caso de estudio 2. 4.8 Representación gráfica de la rotura por cuña. Posición relativa de las familias 69 de grietas y la ladera. 4.9 Características ingeniero-geológicas del perfil de meteorización en el 77 yacimiento Punta Gorda. 4.10 Relación de la humedad, límite líquido y la plasticidad en los horizontes 79 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral ingeniero-geológicos. 4.11 Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos SM. 81 4.12 Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para suelos 81 SM. 4.13 Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos MH. 82 4.14 Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para suelos 82 MH. 4.15 Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos SM (SL). 83 4.16 Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para suelos 83 SM (SL). 4.17 Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura en el 84 yacimiento Punta Gorda. 4.18 Relación entre el FS y la pendiente del terreno en el yacimiento Punta Gorda. 84 4.19 Plano de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de 92 deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda. RELACIÓN DE TABLAS CAPÍTULO II 2.1 Caracterización de las familias de grietas del macizo rocoso del yacimiento 35 Punta Gorda. 2.2 Caracterización de las fallas del macizo rocoso del yacimiento Punta Gorda. 36 CAPÍTULO III 3.1 Relación de factores utilizados en el análisis de susceptibilidad. 44 3.2 Caracterización de los grupos lito-estructurales del yacimiento Punta Gorda. 46 CAPÍTULO IV 4.1 Caracterización de los grupos lito-estructurales en relación al desarrollo de 67 deslizamientos. 4.2 Caracterización de las clases de distancia a fallas en relación al desarrollo de 70 deslizamientos. 4.3 Caracterización del plano de hidroisohipsas en relación al desarrollo de 71 deslizamientos. 4.4 Caracterización del plano de subpresiones de la corteza laterítica en relación 72 al desarrollo de deslizamientos. 4.5 Caracterización del plano de pendiente umbral en relación al desarrollo de 73 deslizamientos. 4.6 Horizontes ingeniero-geológicos presentes en el yacimiento Punta Gorda. 76 �Y. Almaguer Carmenates 4.7 Tesis Doctoral Resultados del análisis de colapsabilidad de los horizontes ingeniero- 78 geológicos. 4.8 Análisis de correlación entre las variables utilizadas en el cálculo del FS. 80 4.9 Factor de seguridad determinado para suelos SM. 80 4.10 Factor de seguridad determinado para suelos MH. 81 4.11 Factor de seguridad determinado para suelos SM (SL). 82 4.12 Análisis de correlación entre variables de cálculo del FS con el método de 84 rotura planar para talud infinito. 4.13 Caracterización del plano de tipo de suelo en relación al desarrollo de 85 deslizamientos. 4.14 Caracterización del plano de uso de suelo en relación al desarrollo de 86 deslizamientos. 4.15 Valoración de los factores condicionantes de las inestabilidades en el 87 yacimiento Punta Gorda. 4.16 Resultados del proceso de reclasificación de los planos de susceptibilidad 90 temáticos. 4.17 Caracterización del plano de susceptibilidad a la rotura. 91 �INTRODUCCION �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral INTRODUCCIÓN En los últimos años se han producido cambios profundos en las interrelaciones Hombre– Medio Geológico. El hombre ha provocado una aceleración de los agentes naturales y al mismo tiempo, en el proceso de desarrollo económico, ha generado un cierto grado de vulnerabilidad, aumentando los riesgos de las actividades socioeconómicas de ellas derivadas. Bajo estas condiciones geoambientales, los deslizamientos constituyen un peligro geológico. Por lo general estos tienen lugar en zonas de difícil acceso y poco pobladas lo que provoca impactos a pequeña escala y de poca consideración, a excepción de algunos eventos catastróficos como el de Aberfan en el Reino Unido (Bishop et al., 1969), el del Nevado Huascarán en Perú (Plafker y Ericksen, 1979), el del Mount Sant Helens en Estados Unidos (Voigth et al., 1983) y el de Vaiont en Italia (Shuster, 1996) entre otros. En algunos terremotos recientes los deslizamientos han sido una de las principales causas de daños y pérdidas de vidas humanas (Kobayashi, 1981; Keefer, 1984; Plafker y Galloway, 1989; Schuster, 1996) y otros. La mejor estrategia para reducir los impactos de los deslizamientos es la prevención, la evaluación de la susceptibilidad y riesgos y la adopción de medidas para mitigar los efectos (Corominas, 1992). Actualmente los avances en las técnicas computacionales y la generación de nuevos software, permiten realizar análisis de riesgos, determinar la susceptibilidad y la vulnerabilidad del terreno a los movimientos de masas de manera mas precisa y confiable. En la actualidad los Sistemas de Información Geográfica (SIG), realizan el análisis de la susceptibilidad a la rotura por deslizamiento, así como la elaboración de mapas de peligrosidad de manera sistemática, rápida y eficiente, tratando con grandes bases de datos y realizando cálculos para la estimación de la susceptibilidad que no eran viables en grandes áreas. La presente investigación se realiza en el entorno que forma parte de la política ambiental de las Empresas de la Unión del Níquel y del Instituto Superior Minero Metalúrgico, de aplicar el conocimiento teórico en la resolución de problemas prácticos en el medio en el cual se desarrollan. Problema. La problemática que se trata consiste en la ocurrencia de deslizamientos de suelos lateríticos en taludes y laderas de los yacimientos de corteza ferroniquelífera, lo cuál genera riesgos debido a la vulnerabilidad de la actividad minera y a la predisposición del terreno frente a estos fenómenos. 1 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Objeto de estudio. Se seleccionó como objeto de estudio de la presente investigación el yacimiento Punta Gorda, debido a las condiciones ingeniero-geológicas del terreno y la diversidad de factores condicionantes que lo convierten en un laboratorio natural para el análisis de los fenómenos de deslizamientos de suelos lateríticos. Objetivo general. Evaluar los niveles de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda estableciendo criterios de estabilidad de taludes y laderas como base para futuras evaluaciones de riesgos para prevenir o mitigar los daños derivados de estos fenómenos. Objetivos específicos. x Caracterizar los mecanismos y tipologías de deslizamientos desarrollados en el yacimiento Punta Gorda. x Caracterizar las condiciones ingeniero-geológicas del yacimiento y aplicarlo en el análisis de susceptibilidad. x Determinar un método de valoración y obtención del plano de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos. Hipótesis. Si se conocen la tipologías y mecanismos que gobiernan los deslizamientos, así como la influencia que sobre estos tienen factores condicionantes como tipo de litología, estructura del macizo rocoso, geomorfología, condiciones hidrogeológicas y geotécnicas de la corteza laterítica y el uso de suelo, es posible obtener el plano de susceptibilidad del terreno a la rotura por el desarrollo de deslizamientos en el yacimientos Punta Gorda. Novedad científica. La novedad de este trabajo esta dada en la obtención de un plano de susceptibilidad del terreno frente al desarrollo de deslizamientos en un yacimiento de corteza laterítica ferroniquelífera con la aplicación de un Sistema de Información Geográfico. Aportes científicos. x Caracterización de los mecanismos y tipologías de deslizamientos desarrollados en el yacimiento Punta Gorda. 2 �Y. Almaguer Carmenates x Tesis Doctoral Determinación de la influencia de los grupos lito-estructurales, condiciones estructurales, hidrogeológicas y geotécnicas del macizo rocoso, geomorfología del terreno y el uso actual del suelo sobre el desarrollo de deslizamientos. x Caracterización del perfil de meteorización desde el punto de vista geotécnico. x Método de valoración y obtención del plano de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos. Fundamento metodológico. En la evaluación del grado de susceptibilidad a la rotura de terrenos frente a deslizamientos se aplican varias aproximaciones. Estas se basan en la determinación de los factores que influyen en la inestabilidad del medio, caracterizados por mapas de factores condicionantes, que se combinan para definir los distintos grados de susceptibilidad, obteniendo como resultado los mapas de susceptibilidad. La metodología aplicada en la investigación esta basada en un Sistema de Información Geográfico, en el que se integra la información de todos los factores condicionantes que influyen en las inestabilidades de las laderas y taludes del yacimiento de corteza laterítica ferroniquelífera Punta Gorda. Los primeros trabajos realizados para cumplir con el objetivo de la investigación, se relacionan con la descripción de cada movimiento de masa cartografiado en el yacimiento, determinando en cada caso el mecanismo y la tipología desarrollada, las dimensiones, el material involucrado y las condiciones hidrogeológicas. Como resultado, se obtiene el plano inventario de deslizamientos, a través de las técnicas de fotointerpretación y cartografiado de campo, mostrando la distribución areal, los escarpes y dirección de los movimientos. Los factores condicionantes de las inestabilidades utilizados en la investigación son el factor lito-estructural, tectónico, condiciones hidrogeológicas y geotécnicas, pendiente del terreno y el uso de suelo. El factor lito-estructural se analiza tomando como base la clasificación propuesta por Nicholson y Hencher (1997). El yacimiento se divide en base a los tipos litológicos, sus características estructurales y al comportamiento o susceptibilidad frente al desarrollo de deslizamientos. De esta forma tenemos materiales con apariencia de suelo en los cuales se manifiesta la estructura de la roca que le dio origen, materiales con apariencia de suelo con estructura sedimentaria, materiales granulares y rocas debilitada tectónicamente. En la 3 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral valoración del plano de grupos lito-estructurales se incluye la influencia de los cuerpos de gabros presentes en el yacimiento. En el factor tectónico, se utiliza información de estructuras como grietas, fallas y diques de gabro. En la investigación se realiza un estudio de la influencia del agrietamiento del macizo rocoso sobre los tipos de mecanismos y tipologías de movimientos. El plano incluido en el análisis de susceptibilidad es el de distancia (buffer)a las fallas presentes el área de estudio. El factor hidrogeológico se trabaja mediante el análisis del gradiente hidráulico y gradiente crítico, permitiendo la determinación de las áreas más susceptibles al desarrollo del proceso de sifonamiento o tubificación. Esta información se obtuvo a través del plano de hidroisohipsas y las propiedades físicas de los horizontes lateríticos. Se analiza además la influencia de las subpresiones de la corteza laterítica sobre el desarrollo de movimientos. Desde el punto de vista geotécnico, se realiza un análisis de las propiedades físico-mecánicas en la corteza laterítica, se estudian los horizontes ingeniero-geológicos y se determina su relación con los mecanismos y tipologías de movimientos de masas. Se muestra el análisis del factor de seguridad, a partir del método de cálculo para rotura planar para talud infinito y los métodos de equilibrio límite. El plano, utilizado en la evaluación de la susceptibilidad, es el de tipo de suelo clasificado por el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Como característica geomorfológica, se seleccionó la pendiente umbral de deslizamiento, sobre la base del modelo digital del relieve actual del yacimiento. La pendiente umbral se determinó a partir de los reconocimientos de campo realizados en el yacimiento, midiendo la inclinación de la ladera o talud a partir del cuál se desarrolló cada movimiento. Para integrar en el análisis de susceptibilidad, la influencia antrópica sobre el desarrollo de los movimientos de masas, se utiliza el plano de uso de suelo actual. Éste esta clasificado en varias clases relacionadas con las áreas minadas, zonas reforestadas, áreas ocupadas por caminos mineros primarios, depósitos de mineral y las zonas ocupadas por la vegetación natural. La integración de toda la información en formato digital, tanto de forma areal (planos) como los atributos (datos), se realiza sobre un SIG. La valoración y clasificación de cada plano temático (factores condicionantes), se obtiene mediante el análisis probabilístico condicional. Éste método trata de evaluar la relación probabilística entre los diversos factores relevantes para las condiciones de inestabilidad y las ocurrencias de deslizamientos. Se basa en la 4 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral superposición los planos de factores con el plano inventario de deslizamientos, para obtener una probabilidad condicionada de cada factor a la presencia o ausencia de deslizamientos. Como paso final, se reclasifican los planos temáticos de susceptibilidad, convirtiéndose en formato raster con tamaño de celda 5x5 m, para la obtención del plano resultante de susceptibilidad del yacimiento Punta Gorda. La aplicación de estos nuevos métodos de cartografía de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo deslizamientos, que ofrecen peligro para la actividad minera y su infraestructura, se traducen en impactos, que se manifiestan tanto a nivel social, ambiental como económico en la Unidad Minera Ernesto Che Guevara. A nivel social, el impacto que tiene la investigación, se traduce en la existencia de un conjunto de procedimientos metodológicos para el análisis de susceptibilidad del terreno del yacimiento a la rotura en manos de los directivos de la Unidad Básica Minera y del departamento de medio ambiente de dicha entidad, responsables del monitoreo, prevención y corrección de los desastres ocasionados por los deslizamientos. Además de lo anterior y por la propia necesidad de utilizar avanzadas tecnologías en la implementación de estos métodos de cartografía, se plantea como necesidad urgente la elevación del nivel científico-técnico de los recursos humanos, en relación al uso del sistema de información geográfico obtenido en la investigación. Desde el punto de vista cognoscitivo, relacionado con el desarrollo de la cartografía de susceptibilidad, la investigación forma parte del continuo ascenso del conocimiento, en el que se han incorporado avances científicotécnicos desarrollados a nivel mundial en esta temática. En el plano ambiental, el presente análisis de susceptibilidad en el área del yacimiento, como método de prevención de desastres, se convierte en una útil herramienta para el ordenamiento medioambiental del área en cuestión. Además, encuentra un amplio campo de acción en la identificación y caracterización de los fenómenos de deslizamientos y evaluación del comportamiento de los terrenos en función del tipo de uso de suelo y de las condiciones naturales inherentes de las cortezas lateríticas, convirtiéndose en una herramienta, además, para controlar, monitorear y evaluar los riesgos asociados al desarrollo de movimientos de masas en los demás yacimientos por explotar por las empresas del níquel. En el orden económico, el mayor impacto que representa la investigación, es que sirve para prevenir pérdidas económicas considerables en las áreas clasificadas con niveles 5 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral relativamente altos de susceptibilidad en función del uso de suelo que se manifieste en el área del yacimiento. Con anterioridad a este trabajo, el autor ha desarrollado investigaciones relacionadas con la temática como son: x Proyecto de investigaciones ingeniero-geológicas e hidrogeológicas del yacimiento Punta Gorda. Departamento de geología, (1997). x Estudio de las condiciones hidro-geomecánicas de los suelos lateríticos y rocas serpentinizadas en el yacimiento Punta Gorda. Trabajo de diploma, (1998). x Análisis estructural del macizo rocoso serpentinizado del territorio de Moa y su influencia en los mecanismos y tipologías de movimientos de masas, (1999-2000). x Análisis de estabilidad de taludes a partir de la evaluación geomecánica del macizo rocoso serpentinizado del territorio de Moa. Tesis de maestría, (2001). x Cartografía geológica del basamento del yacimiento Punta Gorda a escala 1:2 000. Subprograma del Proyecto de Modelación Geotecnológica de la Empresa Ernesto Che Guevara, Moa (2002). Publicaciones realizadas por el autor: Guardado R. y Almaguer Y. “Evaluación de riesgos por deslizamiento en el yacimiento Punta Gorda, Moa, Holguín”. Revista Minería y Geología. XVIII (1): 1-12 p. 2001. Guardado R., Almaguer, Y., Hernández, Y., Tamayo, J. R. y Pea Guy. “Estabilidad de taludes en suelos lateríticos del yacimiento Punta Gorda aplicando criterios de rotura”. GEOBRASIL (ISSN 1519-5708). 12-24 p. 2001. Almaguer Y., y Guardado R., “Estabilidad de taludes en el macizo rocoso serpentinizado del territorio de Moa”. Curso Iberoamericano de Aplicaciones Geomecánicas y Geoambientales al Desarrollo Sostenible de la Minería. Huelva, España. Ediciones Panorama Minero. 69-84 p. 2002. Guardado R., Almaguer Y. “Rocas y suelos como indicadores ingeniero geológicos y ambientales de estabilidad y sostenibilidad de taludes y laderas”. CD Congreso de Geología Minería. ISBN 959-7117-11-8. 2003. Almaguer Y., Guardado R. “Análisis de estabilidad de taludes a partir de la evaluación geomecánica del macizo rocoso serpentinizado de la región de Moa”. CD Congreso Geología y Minería. ISBN 959-7117-11-8. 2003. Almaguer Y. “Calculo de estabilidad de taludes en cortezas lateríticas”. Memorias del I Taller Internacional Ingeotaludes. Moa. 2003. 6 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Guardado R. y Almaguer Y., “Mecanismos y tipologías de los movimientos de laderas y taludes en Iberoamérica”. Memorias del XVI Congreso Latinoamericano de Geología. Quito, Ecuador. ISBN 9978-44-206-5. 2005. Almaguer Y. “Metodología de cartografía de susceptibilidad a la rotura en cortezas lateríticas en el territorio de Moa, Cuba”. Memorias del Taller Internacional de Riesgos Geodinámicos y Cierre de Minas (CYTED). Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. Del 6-10, junio 2005. Almaguer Y. Valoración de la susceptibilidad del terreno en yacimientos lateríticos de Moa, Cuba. Memorias del Taller Internacional de Peligrosidad y Riesgos por Movimientos de Masas (Red A4D, CYTED). Guayaquil, Ecuador. Del 15-20, agosto, 2005. Almaguer Y. “Métodos de cartografía de susceptibilidad y peligrosidad por el desarrollo de deslizamientos”. Memorias del II Taller internacional Ingeotaludes. Moa. 2005. Almaguer Y., Guardado R. “Mecanismos de movimientos de masas desarrollados en el territorio de Moa, Cuba”. Primera Convención de Ciencias de la Tierra. Habana. ISBN 959-7117-03-7. 2005. Almaguer Y., Guardado R. “Caracterización geotécnica del perfil de meteorización de rocas ultrabásicas serpentinizadas en el territorio de Moa”, Cuba. Revista Geología y Minería. 2005. Almaguer Y., Guardado R. “Tipologías de movimientos de masas desarrollados en el territorio de Moa, Cuba”. Revista Geología y Minería. 2005. Trabajos de diploma tutoreados: 1. Análisis de estabilidad de taludes en el yacimiento Punta Gorda. Propuesta metodológica para la confección de un GIS. 2002. 2. Evaluación y plan de mitigación de la peligrosidad por movimientos de masas en el yacimiento Punta Gorda, 2003. 3. Cartografía de riesgos por deslizamiento en el yacimiento Punta Gorda. 2004. Principales premios alcanzados en la actividad investigativa: x Premio Relevante en el Forum Provincial de Ciencia y Técnica, 1998. x Mención en el Forum Nacional de Estudiantes de Ciencias Técnicas. Cienfuegos, 1998. x Segundo premio en el Forum Nacional de Ciencias Naturales, Sociales y Exactas. Habana, 1999. x Primer Premio en Forum Nacional de Estudiantes de Ciencias Técnicas. Camaguey, 2000. x Premio Nacional en el Concurso Nacional de las BTJ. 2000. 7 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral x Mención Provincial en la Exposición Forjadores del Futuro. Holguín, 2000. x Premio Provincial en la X Exposición Forjadores del Futuro de las BTJ, 2002. x Premio Relevante y Destacado en Forum Municipal de Ciencia y Técnica, Moa, 2002. x Premio Destacado en el Forum Ramal del MES. Habana, 2002. x Relevante en el Forum de Base del ISMM, 2003. 8 �CAPITULO I �Y. Almaguer Carmenates CAPITULO I. Tesis Doctoral MARCO TEORICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN. Base teórica de la investigación. Sharpe en 1938 definió los deslizamientos como la caída perceptible o movimiento descendente de una masa relativamente seca de tierra, roca o ambas. Según Lomtadze (1977), es una masa de roca que se ha deslizado o desliza cuesta abajo por la vertiente o talud al efecto de la fuerza de gravedad, presión hidrodinámica, fuerzas sísmicas, etc. Crozier (1986), define un deslizamiento como el movimiento gravitacional hacia el exterior de la ladera y descendente de tierras o rocas sin la ayuda del agua como agente de transporte. A pesar que el término deslizamiento, se utiliza para movimientos de ladera que se producen a lo largo de una superficie de rotura bien definida, en la presente investigación se utiliza de forma genérica para cualquier tipo de rotura. En el proceso de deslizamiento, las masas de rocas y suelos siempre se mueven por una o varias superficies de resbalamiento (rotura), que constituye un elemento característico de la estructura de cada deslizamiento. La superficie de resbalamiento, es la superficie por la cual sucede el desprendimiento de la masa deslizable y su deslizamiento o arrastre. También se le llama superficie de rotura (SR) (Lomtadze, 1977). La forma de la SR en las rocas homogéneas, con mayor frecuencia es cóncava, próxima por su forma, a la superficie cilíndrica redonda. En las rocas heterogéneas, la forma de la SR, se determina por la situación y orientación de las superficies y zonas de debilitamiento en el macizo rocoso que integran la ladera o talud. Estas superficies pueden ser: x Superficies de rocas firmes o de frontera inferior de rocas fuertemente erosionadas. x Capas o intercalaciones de rocas débiles (arcillas, argilitas, areniscas arcillosas, margas, etc.) x Grietas o sistemas de fisuras. x Superficies de fallas. La forma de la SR en las rocas heterogéneas también pueden ser cóncavas, pero con mayor frecuencia planas, plano-escalonadas, onduladas o más irregular, como resultado de la combinación y orientación desfavorable de las familias de grietas y otras fronteras (esquistosidad, estratificación, etc.) con respecto a la dirección de las laderas y taludes. Existen varias clasificaciones de deslizamientos basadas en el mecanismo de rotura y la naturaleza de los materiales involucrados (Varnes, 1984; Hutchinson, 1988; WP/WLI, 1993; 9 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Cruden y Varnes, 1996). La clasificación utilizada es la propuesta por Corominas y García (1997): x Desprendimiento: es aquel movimiento de una porción de suelo o roca, en forma de bloques aislados o masivamente que, en una gran parte de su trayectoria desciende por el aire en caída libre, volviendo a entrar en contacto con el terreno, donde se producen saltos, rebotes y rodaduras. x Vuelcos: son movimientos de rotación hacia el exterior, de una unidad o de un conjunto de bloques, alrededor de un eje pivotante situado por debajo del centro de gravedad de la masa movida. x Deslizamientos: son movimientos descendentes relativamente rápidos de una masa de suelo o roca que tiene lugar a lo largo de una o varias superficies definidas que son visibles o que pueden ser inferidas razonablemente o bien corresponder a una franja relativamente estrecha. Se considera que la masa movilizada se desplaza como un bloque único, y según la trayectoria descrita los deslizamientos pueden ser rotacionales o traslacionales. x Expansiones laterales: el movimiento dominante es la extrusión plástica lateral, acomodada por fracturas de cizalla o de tracción que en ocasiones pueden ser de difícil localización. x Flujos: son movimientos de una masa desorganizada o mezclada, donde no todas las partículas se desplazan a la misma velocidad ni sus trayectorias tienen que ser paralelas. Debido a ello la masa movida no conserva su forma en su movimiento descendente, adoptando a menudo morfologías lobuladas. Esfuerzo y resistencia al cortante en el proceso de rotura en un deslizamiento. La modelación o representación matemática del fenómeno de rotura al cortante en un deslizamiento, se realiza utilizando teorías de la resistencia de materiales (Sowers G. B. et al, 1976; Suárez, 1998). Las rocas y los suelos al fallar al corte, se comportan de acuerdo a las teorías tradicionales de fricción y cohesión, según la cohesión generalizada de Coulomb: W c´ � �V � P � tan M (para suelos saturados) W c´ � �V � P � tan M´� P � P a tan M´´ (para suelos parcialmente saturados). � � Donde: IJ: esfuerzo de resistencia la corte. c: cohesión. ı: esfuerzo normal total µ: presión del agua intersticial o de poros. µa: presión del aire intersticial. ij´: ángulo de fricción interna del material. 10 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral ij´´: ángulo de fricción del material no saturado. El análisis de la ecuación de Coulomb, requiere predefinir los parámetros ángulo de fricción y cohesión, que son propiedades intrínsecas del suelo. La presencia del agua, en las laderas y taludes, reduce el valor de la resistencia del suelo, dependiendo de las presiones internas o de poros de acuerdo a la ecuación, en la cual el factor µ, está resaltando el valor de la presión normal. La presión resultante, se le conoce con el nombre de presión efectiva: ı´ (presión efectiva) = ı - µ El ángulo de fricción, es la representación matemática del coeficiente de rozamiento (tan ij). Depende de varios factores como: tamaño de los granos, forma de los granos, distribución de los tamaños de los granos y densidad (Sowers et al, 1976). La cohesión, es una medida de la cementación o adherencia entre las partículas de suelo. La cohesión, en mecánica de suelos, es utilizada para representar la resistencia al cortante producida por la cementación. En suelos eminentemente granulares, en los cuales no existe ningún tipo de cementante o material que pueda producir adherencia, la cohesión se supone igual a cero (0), y se les denomina suelos no cohesivos. Presión de poros. La presión de poros es la presión interna del agua de saturación [figura 1.1]. Depende de la localización de los niveles freáticos, presiones internas de los acuíferos y las características geológicas del sitio. Varía de acuerdo a las variaciones del régimen de aguas subterráneas. Los incrementos de presión pueden ocurrir rápidamente en el momento de una lluvia, dependiendo de la intensidad, la rata de infiltración del área tributaria, etc. Un incremento en la presión de poros positiva o una disminución de la presión negativa, equivale a una reducción de la resistencia al cortante y de estabilidad del terreno (Sowers et al, 1976). Grieta de tracción U J W u 'h V hW Superficie de rotura U Talud Presión de poros Figura 1.1. Presión de poros sobre una superficie de rotura potencial. 11 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Esfuerzo efectivo. Una masa de suelo saturada, consiste en dos fases distintas: el esqueleto de partículas y los poros llenos de agua. Cualquier esfuerzo impuesto sobre el suelo, es soportado por el esqueleto y la presión en el agua. Típicamente, el esqueleto puede trasmitir esfuerzos normales y de corte por los puntos de contacto entre partículas, y el agua a su vez, ejercer una presión hidrostática, que es igual en todas las direcciones. Los esfuerzos ejercidos por el esqueleto solamente se conocen como esfuerzos efectivos, y los esfuerzos hidrostáticos del agua se les denominan presión de poros. Los esfuerzos efectivos son los que controlan el comportamiento del suelo y no los esfuerzos totales. En problemas prácticos, el análisis con esfuerzos totales podría utilizarse en problemas de estabilidad a corto plazo y las presiones efectivas para analizar la estabilidad a largo plazo. Resistencia máxima o resistencia pico, es la resistencia al corte máxima, que posee el material que no ha sido fallado previamente. Corresponde al punto más alto en la curva de esfuerzodeformación. La resistencia residual es la resistencia que posee el material después de haber ocurrido la rotura [figura 1.2]. W C p � V tan M p R esistencia pico Resisten cia pico R esistencia residua l Esfuerzo Esfue rzo M p ( ángulo d e fricción pico) Resisten cia residual W V ta n MR M R (ángulo de fricción residual) D eforma ció n Pr esión nor mal Figura 1.2. Diagrama de esfuerzo-deformación. Resistencia máxima y residual. En suelos residuales, generalmente predominan las mezclas de partículas granulares y arcillosas, y el ángulo de fricción depende de la proporción grava-arena-limo-arcilla, y de las características de las cada tipo de partícula presente. Envolvente de rotura. En un análisis bidimensional, los esfuerzos en un punto, pueden ser representados por un elemento infinitamente pequeño sometido a los esfuerzos ıx, ıy y IJxy [figura 1.3]. Si estos esfuerzos se dibujan en un sistema de coordenadas, es posible obtener el círculo de esfuerzos de Mohr. 12 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral 1 C 3 3 A B Superficie de rotura 1 Figura 1.3. Dirección de esfuerzos principales en la rotura de un talud. (ángulo de fricción) W ´ c� nM ´ V ´ ta Circulo de Mohr C´ 3 1 Figura 1.4. Envolvente de rotura y círculo de Mohr. El círculo de Mohr, se utiliza para representar o describir la resistencia al cortante de los suelos, utilizando la envolvente de rotura Mohr-Coulomb, que significa que se ha alcanzado una combinación crítica de esfuerzos. En la práctica de la geotecnia, la envolvente se define como una recta aproximada dentro de una rango seleccionado de esfuerzos [figura 1.4], definida por la ecuación: W c´ � V ´tanM´ . Factores condicionantes y desencadenantes de la inestabilidad del terreno. La estabilidad de las laderas está condicionada por la acción simultánea de una serie de factores. Desde un punto de vista físico, los deslizamientos se producen como consecuencia de los desequilibrios existentes entre las fuerzas que actúan sobre un volumen de terreno. Los factores que influyen en la estabilidad de las laderas se pueden separar en dos grandes grupos (Ferrer, 1987): factores internos y externos. 13 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Los factores internos, condicionan las diferentes tipologías de deslizamiento, los mecanismos y modelos de rotura. Dentro de ellos se encuentran características intrínsecas, relativas a las propiedades del material y a su resistencia y las características extrínsecas relacionadas con la morfología y condiciones ambientales de la ladera. Las primeras incluyen parámetros como la litología (textura, granulometría, cementación), consolidación y espesor de los materiales y parámetros estructurales relativos a planos de estratificación y de debilidad (diaclasas, fallas y fracturas). En las características extrínsecas se encuentran las morfológicas como la pendiente de la ladera y su disposición respecto a discontinuidades geológicas y la orientación, y factores de tipo ambiental como cambios estacionales de temperatura y tipo de vegetación. Los factores externos actúan sobre el material y dan lugar a modificaciones en las condiciones iniciales de las laderas, provocando o desencadenando las roturas debido a las variaciones que ejercen en el estado de equilibrio. Tres tipos de acciones se incluyen: la infiltración de agua en el terreno, las vibraciones y las modificaciones antrópicas. La infiltración de agua provoca el aumento de la presión intersticial disminuyendo la resistencia de los materiales. La relación entre ocurrencia de deslizamientos y períodos lluviosos es bien conocida. Las variaciones del nivel de agua subterránea pueden ser debidas a intensas precipitaciones, intervenciones humanas, etc. Las vibraciones provocan aceleraciones en el terreno, favoreciendo la rotura y la licuefacción. Éstas pueden ser debidas a movimientos sísmicos naturales o inducidos por el hombre, como explosiones mineras o por obras públicas. La sacudida debida a terremotos naturales es uno de los principales agentes que generan deslizamientos, siendo capaces en el caso de los terremotos más grandes, de desencadenar miles de deslizamientos a lo largo de áreas de más de 100.000 km2 (Keefer, 1984). Las actividades humanas alteran el equilibrio de las laderas debido a cargas estáticas, provocadas por construcciones de edificios, construcciones de taludes para vías de comunicación, explotaciones mineras y construcciones de presas. Asimismo los cambios en el recubrimiento vegetal como la tala de bosques, la repoblación con especies alóctonas e incendios forestales también influyen en la estabilidad de las laderas. Análisis de peligrosidad y riesgos. Conceptos y definiciones. Como se ha comentado los deslizamientos son procesos naturales que conllevan a un riesgo geológico nada despreciable. Aunque el peligro de producir roturas en un lugar sea muy alto, el riesgo no lo será si ello no produce daños en la población o en las infraestructuras. El riesgo trae consigo la existencia de un peligro, pero un fenómeno peligroso no conduce necesariamente a un riesgo para la población. Los siguientes conceptos basados en Varnes (1984) definen bien la relación entre peligrosidad y riesgo: 14 �Y. Almaguer Carmenates x Tesis Doctoral Peligrosidad (P): es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente perjudicial dentro de un período de tiempo determinado y en un área específica. x Vulnerabilidad (V): es el grado de pérdida provocado por la ocurrencia de un fenómeno natural de una magnitud determinada sobre un elemento o conjunto de elementos. x Riesgo específico (Rs): es el grado de pérdida esperado debido a un fenómeno natural y se expresa como el producto de P por V. x Los elementos bajo riesgo (E): son la población, las propiedades, etc. x Riesgo total (Rt): corresponde al número de vidas pérdidas, daños a la propiedad y a las personas, etc. debidas a un fenómeno natural concreto. El riesgo total se define como el producto del riesgo específico y de los elementos bajo riesgo como se observa en la siguiente expresión: Rt = E * Rs = E * (P * V) El primer paso en la evaluación del riesgo consiste en la estimación de la peligrosidad a roturas de laderas y ésta, a su vez, se evalúa determinando los siguientes aspectos (Varnes, 1984; Corominas, 1987; Hartlén y Viberg, 1988): 1. Evaluar la susceptibilidad de la ladera a las roturas por deslizamientos 2. Determinar el comportamiento del deslizamiento (movilidad y dimensiones del mismo) 3. Establecer la potencialidad del fenómeno (probabilidad de ocurrencia). El término susceptibilidad hace referencia a la predisposición del terreno a la ocurrencia de deslizamientos y no implica el aspecto temporal del fenómeno (Santacana, 2001). Métodos de estimación de la susceptibilidad del terreno. Para evaluar el grado de susceptibilidad del terreno frente a los deslizamientos existen diversas aproximaciones, basadas la mayor parte de ellas, en la determinación de los factores que influyen en la aparición de las roturas. En general, estos factores se combinan para definir los distintos grados de susceptibilidad, expresándose los resultados de forma cartográfica mediante los mapas de susceptibilidad (Hansen, 1984; Hartlén y Viberg, 1988; Corominas, 1987 y 1992; Van Westen, 1993 y 1994; Carrara et al., 1995; y Leroi, 1996). Existen cuatro procedimientos utilizados en la evaluación y confección de mapas de susceptibilidad del terreno: métodos determinísticos, heurísticos, probabilísticos y métodos geomorfológicos. Los métodos determinísticos se utilizan para el estudio de la estabilidad de una ladera o talud concreto. Se fundamentan en métodos basados en el equilibrio límite o en modelos numéricos. Los datos de entrada son derivados de ensayos de laboratorio y se utilizan para determinar el factor de seguridad de la ladera. Estos métodos muestran un grado de fiabilidad alto si los 15 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral datos son correctos. Su principal inconveniente es su baja idoneidad para zonificaciones rápidas y de extensas áreas (Van Westen, 1993). El método más usual se aplica para deslizamientos traslacionales utilizando el modelo de talud infinito (Ward et al, 1982; Brass et al, 1989; Murphy y Vita-Finzi, 1991). Estos métodos generalmente requieren el uso de modelos de simulación del agua subterránea (Okimura y Kawatani, 1986). Los métodos heurísticos se basan en el conocimiento a priori de los factores que producen inestabilidad en el área de estudio. Los factores son ordenados y ponderados según su importancia asumida o esperada en la formación de deslizamientos (Carrara et al., 1995). El principal inconveniente radica en que en la mayor parte de los casos, el conocimiento disponible entre los factores ambientales que pueden causar inestabilidad y los deslizamientos es inadecuado y subjetivo, dependiendo de la experiencia del experto. Un procedimiento de este tipo es el análisis cualitativo basado en combinación de mapas de factores (Lucini, 1973; Stevenson, 1977; Bosi, 1984). Estos métodos permiten la regionalización o estudio a escala regional y son adecuados para aplicaciones en el campo de los sistemas expertos (Carrara et al., 1995). El análisis heurístico introduce un grado de subjetividad que imposibilita comparar documentos producidos por diferentes autores. Las aproximaciones probabilísticas se basan en las relaciones observadas entre cada factor y la distribución de deslizamientos actual y pasada (Carrara et al., 1995). Se utilizan cuando se dispone de abundante información, tanto cualitativa como cuantitativa, aplicándose los modelos estadísticos que pueden ser univariantes y multivariantes. La principal ventaja es la objetividad del método. La potencia de los métodos estadísticos depende directamente de la calidad y cantidad de los datos adquiridos. El costo de la adquisición de algunos factores relacionados con la inestabilidad de laderas es el principal inconveniente. Dentro de este grupo se encuentran los métodos estadísticos y el análisis de frecuencia de deslizamientos. Son métodos indirectos cuyos resultados se pueden extrapolar a zonas distintas para estimar la susceptibilidad, con condiciones geológicas y climáticas homogéneas. Los métodos estadísticos univariantes se dividen en dos grupos: los que utilizan el análisis condicional y los que no lo utilizan. El análisis condicional, trata de evaluar la relación probabilística entre diversos factores relevantes para las condiciones de inestabilidad y las ocurrencias de deslizamientos. Se basan en la superposición de uno o más factores con el mapa de distribución de deslizamientos, para obtener una probabilidad condicionada de cada factor a la presencia o ausencia de deslizamientos Chung y Fabbri, 1993; Chung y Leclerc, 1994). Los resultados se interpretan en términos de probabilidad según el teorema de Bayes (Morgan, 1968; Chung y Leclerc, 1994), certeza (Heckerman, 1986; Luzi y Fabbri, 1995), 16 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral según conjuntos difusos (Zadeh, 1965, 1978; Mahdavifar, 2000) o según plausibilidad (Shafer, 1976). Otros modelos estadísticos, no basados en las funciones de favorabilidad, son el modelo basado en la combinación de tres factores en Brabb et al. (1972) considerado como el primer análisis cuantitativo de susceptibilidad a deslizamientos y su modificado (Irigaray, 1990), el modelo del valor de información (Yin y Yan, 1988; Kobashi y Suzuki, 1991; Irigaray, 1995), el modelo de mensaje lógico (Runqiu y Yuangua, 1992) entre otros. Los métodos estadísticos multivariantes estudian la interacción y dependencia de un conjunto de factores que actúan simultáneamente en la ocurrencia de deslizamientos, para establecer la implicación que tienen cada uno de ellos. Las técnicas estadísticas más utilizadas son la regresión múltiple y el análisis discriminante (Jones et al., 1961; Neuland, 1976; Carrara, 1983 a y b; Mulder, 1991; Mora y Vahrson, 1994; Baeza, 1994; Irigaray, 1995; Chung et al., 1995; Dhakal et al., 2000). El resultado de ambos métodos son funciones basadas en la combinación lineal de los factores de mayor significación estadística, para definir las condiciones de inestabilidad, estando basadas en la presencia-ausencia de deslizamientos. El análisis de frecuencia de deslizamientos (Van Westen , 1993), evalúa la peligrosidad a los deslizamientos, a diferencia de los anteriores, que suelen utilizarse para evaluar la susceptibilidad. La valoración de la probabilidad de ocurrencia de un deslizamiento en un cierto lugar y dentro de un periodo de tiempo, sólo es posible cuando se puede hallar la relación entre la ocurrencia de deslizamientos y la frecuencia de factores desencadenantes como lluvias intensas o terremotos (van Westen, 1993). Los métodos geomorfológicos se basan en la determinación de condiciones de inestabilidad de ladera mediante técnicas geomorfológicas, cartografía y zonificación. La principal ventaja es la validez y detalle del análisis y mapa resultantes, si se realizan por un buen experto. El inconveniente de estos métodos es el alto grado de subjetividad dependiente de la experiencia del autor. Son métodos directos que se basan en cartografía geomorfológica a partir de la cual el autor identifica y localiza los deslizamientos y procesos asociados a éstos directamente en el campo. Con las observaciones, el experto extrae unos criterios para la determinación de áreas potencialmente inestables y para la confección del mapa de susceptibilidad y/o peligrosidad final. La elaboración de estos mapas exige conocer la morfología y tipología de movimientos (Hansen, 1984; Hansen y Frank, 1991). Para este tipo de cartografía, que es básica para la mayor parte de las técnicas restantes, resulta de vital importancia la experiencia del experto. 17 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Escalas utilizadas en la cartografía de susceptibilidad. Cuando se preparan mapas de susceptibilidad, se debe valorar la influencia que un número de factores incidirá en la probabilidad de ocurrencia de deslizamientos (Rengers et al., 1992). La escala de análisis es uno de los primeros puntos a considerar en un proyecto. De ella depende la metodología utilizada, los factores o datos considerados, la unidad de terreno etc. Se pueden distinguir cuatro escalas (IAEG, 1976; Luzi, 1995) para la zonificación de la susceptibilidad a deslizamientos: x Escala regional (< 1:100.000). x Escala media (1:25.000 a 1:50.000). x Gran escala (1:5.000 a 1:10.000). x Escala detallada (> 1:5.000) . En la escala regional, los mapas se usan para identificar áreas con problemas de deslizamiento de una forma genérica. Son utilizados por organizaciones que trabajan con planificación regional (Luzi, 1995; Rengers et al., 1992). Utilizan métodos semicuantitativos como la superposición de mapas, y las unidades del terreno se basan en características morfológicas obtenidas de imágenes estereográficas a pequeña escala (1:60:000 a 1:50.000) (Rengers et al., 1992). La escala media es utilizada para planificación intermunicipal y para estudios ingenieriles locales. Se emplean distintos métodos analíticos, principalmente estadísticos, así como modelos digitales de elevaciones detallados y otros mapas temáticos. Se usan imágenes estereográficas a escalas 1:15.000 a 1:25.000 (Rengers, et al., 1992). Los métodos estadísticos de análisis de susceptibilidad son apropiados para esta escala (Mulder, 1991; Dhakal et al., 2000). En la cartografía a gran escala, los mapas son creados para estudiar problemas locales de inestabilidad, para planificar infraestructuras de proyectos de edificios e industriales (Luzi, 1995). Los métodos de análisis utilizados son métodos cuantitativos que incluyen estadística multivariante y modelos numéricos de estabilidad. Esta escala requiere información cartográfica de muy buena calidad, así como imágenes estereográficas de 1:5000 a 1:10.000) (Rengers et al., 1992). La escala detallada es utilizada para evaluar la susceptibilidad de áreas concretas y se utilizan los mismos métodos de la escala anterior (Luzi, 1995). Parámetros de factores condicionantes utilizados en los análisis de susceptibilidad. Los parámetros de factores condicionantes utilizados en la literatura para el análisis de la susceptibilidad a los deslizamientos se enumeran a continuación (Gupta y Joshi, 1990; Carrara et al., 1991; Niemann y Howes, 1991; Lopez y Zinck, 1991; Van Westen, 1993; Naranjo et al., 1994; Carrara et al., 1995; Chung et al., 1995; Nagarajan et al., 1998; Borga et al., 1998): x Relacionados con la topografía y geometría de la ladera: elevación, pendiente (en grados o en porcentaje), orientación, convexidad-concavidad de la ladera, convexidadconcavidad en la dirección de máxima pendiente, convexidad-concavidad en la 18 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral dirección transversal a la pendiente, rugosidad (diferencia entre pendiente media y pendiente), índice topográfico (área cuenca dividida por la longitud del contorno de la misma). x Relacionados con la hidrología: orden del río más alto en el píxel, densidad de drenaje, distancia a líneas de drenaje, distancia desde ríos de primer orden (segundo, tercer, etc), distancia desde ríos de primer y segundo orden, distancia a las cabeceras de valles, distancia a divisorias de aguas (líneas de cresta), tamaño de cuenca. x Relacionados con la geología: Litología, formaciones-depósitos superficiales, grosor de depósitos superficiales, procesos y formas geomorfológicos, estructura (fallas y alineaciones), magnitud-frecuencia de eventos sísmicos, propiedades geotécnicas del suelo (ángulo de fricción, cohesión, peso específico, etc). x Relacionados con el uso del suelo: vegetación (tipo o densidad), usos del suelo. x Relacionados con el clima: intensidad de lluvia. x Relacionados con la estructura y sismicidad: distancia a fallas principales, distancia a alineaciones, distancia a epicentros sísmicos. x relacionados con red viaria o núcleos urbanos: distancia a carreteras, distancia a ciudades. x Relacionados con la hidrogeología: nivel de agua subterránea, espesor de la zona saturada. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) en la cartografía de susceptibilidad. Al realizar la cartografía de una zona, se mezclan dos conceptos: la situación georeferenciada del dato y la información temática (atributo). Estas dos características, la componente espacial y la información temática asociada, configuran la base para entender los Sistemas de Información Geográfica. Se han realizado varias definiciones en torno a los Sistemas de Información Geográfica (Cebrián y Mark, 1986; Burrough, 1988; Bracken y Webster, 1990; NCGIA, 1990). De manera simple, un Sistema de Información Geográfica se puede contemplar como un conjunto de mapas de la misma porción del territorio, donde un lugar concreto tiene la misma localización en todos los mapas incluidos en el sistema de información. Así es posible realizar análisis de sus características espaciales y temáticas para obtener un mejor conocimiento de esa zona. Un SIG se puede considerar esencialmente como una tecnología (un sistema de hardware y software) aplicada a la resolución de problemas territoriales (Bosque, 1992; Suárez, 1998). Como programa de ordenador, presenta capacidades específicas con las siguientes funciones: funciones para la entrada de información, funciones para la salida- 19 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral representación gráfica y cartográfica de la información, funciones de gestión de la información espacial y funciones analíticas. Un SIG puede contener varios modelos de datos de los objetos geográficos: el modelo vectorial, el modelo raster, el jerárquico-recursivo, etc., todos ellos válidos para los mapas formados por puntos, líneas y polígonos, y preparados para realizar determinadas funciones. También existen modelos de datos espaciales para realizar mapas tridimensionales o de volúmenes (modelo basado en una red de triángulos irregulares). De esta forma los SIG son una herramienta perfectamente aplicable para realizar el análisis y la posterior cartografía de susceptibilidad, de peligrosidad y/o del riesgo por deslizamientos. El desarrollo de los SIG ha incrementado enormemente la disponibilidad de las técnicas de evaluación de susceptibilidad a deslizamientos y su aplicación (Van Westen, 1994). Breve recuento histórico sobre los SIG. Las primeras aplicaciones con prototipos de SIG en zonificación de peligrosidadsusceptibilidad a deslizamientos datan de los años 70 (Newman et al., 1978, Carrara et al., 1978; Huma y Radulescu, 1978 y Radbruch-Hall et al, 1979). En ellas se utilizaba el análisis cualitativo, combinando factores, y el estadístico multivariante. Durante los años 80 el desarrollo comercial de los sistemas SIG, así como la mayor disponibilidad de los ordenadores personales incrementó el uso de los SIG en los análisis de susceptibilidad. Ejemplos de análisis cualitativo se encuentran en Stakenborg (1986), Brabb (1984) y Brabb et al. (1989), y ejemplos de análisis estadístico multivariante se pueden encontrar en Carrara (1983, 1988) y Bernknopf et al (1988). En los años 90, con la oferta comercial y la ampliación de las capacidades de los SIG, han aumentado las aplicaciones sobre el análisis de susceptibilidad a los deslizamientos (Kingsbury et al., 1992; Alzate y Escobar, 1992; Lopez y Zink, 1991; Choubey y Litoria, 1990; Carrara et al 1990, 1991; Chacon et al., 1992 ). En 1993 van Westen publicó un manual completo sobre la aplicación de un SIG en la zonificación de inestabilidad de laderas. Inicialmente la mayoría de las aplicaciones de los mapas de susceptibilidad con SIG utilizaban las técnicas basadas en la superposición de mapas (entendidos éstos como factores relacionados con la inestabilidad). Ello sólo permitía comparar cada valor de un mapa en la misma posición espacial (la misma celda de una malla regular de un sistema raster). Posteriormente, con la aparición de las operaciones de vecindad, las cuales tienen en cuenta las relaciones espaciales de cada celda con su entorno, se han podido extraer características morfométricas e hidrológicas a partir de un Modelo Digital de Elevaciones. Estas 20 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral características (pendiente, orientación, convexidad, líneas de valles y de divisorias de aguas, área cuenca, orden de la red de drenaje, etc.) se pueden utilizar como parámetros para realizar análisis estadísticos univariantes o multivariantes combinando los factores con los deslizamientos (Carrara et al., 1991, 1995; Niemann y Howes, 1991; Campus et al., 2000; Dhakal et al., 2000; Feiznia, 2000; Zêzere et al., 2000; Thurston y Degg, 2000), análisis para modelizar distancias recorridas por caída de bloques ( Van Dijke y van Westen, 1990) y análisis para definir la susceptibilidad de alcance por deslizamientos de tipo debris flow (Michael-Leiba et al., 2000). El uso de un SIG también permite reconstruir la topografía previa al deslizamiento como han demostrado Thurston y Degg (2000). Es posible además, realizar la zonificación del peligro de desplazamiento de un gran deslizamiento, llevado a cabo en China por Wu et al. (2000), utilizando un Sistema de Análisis de Información (Yin y Yan, 1987 y 1988). También los modelos determinísticos han experimentado un auge utilizando SIG (Brass et al., 1989; Murphy y Vita-Finzi, 1991; Hammond et al., 1992; Luzi, 1995; Luzi y Pergalani, 1996; Leroi, 1996). Lee et al (2000) han aplicado un modelo de talud infinito, modificado para incluir carga sísmica, para el análisis de la susceptibilidad a deslizamiento de dos zonas de la plataforma marina de California. La cartografía de susceptibilidad en Cuba. Durante la ejecución de la investigación se consultaron varios trabajos realizados en diferentes lugares del territorio nacional, así como algunos desarrollados en el municipio de Moa, relacionados con la aplicación de los sistemas de información geográficos en la evaluación de susceptibilidad, peligrosidad o riesgos geológicos y realizados fundamentalmente desde inicios de la década del 90 hasta la fecha. Muchas de las investigaciones realizadas se han centrado en la cartografía de susceptibilidad de terrenos al desarrollo de fenómenos como la erosión y las inundaciones. En este sentido aparece el trabajo de Vega M. B. (2005), quién realiza una aplicación de un SIG en la obtención de una mapa de erosión de Cuba a escala 1:250 000 a través del análisis de varios factores como la lluvia y la escorrentía, el relieve y las propiedades del suelo, dirección del flujo, y el flujo acumulado. Rodríguez W. y Valcarce R. M. (2005) realizan una evaluación de la susceptibilidad del territorio nacional cubano frente a inundaciones, utilizando una combinación de factores como pendiente del terreno, especialmente su horizontalidad; geomorfología, tipo y calidad del suelo, hidrología y extensión de las inundaciones, así como la frecuencia e intensidad de las precipitaciones históricas. 21 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Otro gran grupo se ha centrado en el análisis de peligrosidad y vulnerabilidad sísmica y caracterización ingeniero-geológica, fundamentalmente en la parte sur de las provincias orientales y en algunas zonas del occidente del país. En este sentido Escobar E. M. (2005) muestra una aplicación de un complejo de métodos geofísicos, como sísmica somera de refracción de tres canales, métodos eléctricos (SEV), georadar GPR, sismómetros y datos aerogeofísicos en la solución de tareas de valoración de vulnerabilidad sísmica. Como resultados obtiene las propiedades físico-mecánicas del suelo en el lugar de emplazamiento de obras industriales, valora los fenómenos geológicos derivados de microsismos inducidos determinando a su vez los factores de amplificación del suelo, su relación con las afectaciones constructivas y las condiciones geológicas imperantes y cartografía las posibles zonas tectónicas anómalas reflejadas por las discontinuidades geológicas a través de los campos físicos. Chuy T. J. et al (2005) realizan un análisis de los fenómenos naturales en el municipio Guantánamo, su cronología y evaluación de los impactos negativos producidos por estos fenómenos, entre los que se encuentran los sismos, deslizamientos de tierra, rotura de presas, respuesta dinámica de suelos, ciclones tropicales, tornados, lluvias intensas y ácidas, inundaciones, sequías, salinización, desertificación, degradación de suelos, incendios urbanos, incendios forestales y accidentes tecnológicos. En el apartado relacionado con los fenómenos de deslizamientos muestran un análisis de susceptibilidad de varias comunidades en función de los valores de disección vertical y pendiente del terreno pero no se comparan estos con la cantidad o área ocupada por deslizamientos en cada zona estudiada. Del Puerto J. A. y Ulloa D. (2003) realizan el cartografiado de la distribución espacial de los peligros naturales y la clasificación de la cuenca de Santiago de Cuba a partir del predominio de los tipos de peligros que pueden llegar a ocurrir en determinados sectores del mismo. La investigación está sustentada en la elaboración e interpretación de mapas morfométricos y como resultados obtienen el mapa tipológico de peligros y de regionalización, sin embargo estos no son validados con algún mapa de inventarios de fenómenos del área en cuestión. Noas J. L. y Chuy T. L. (2005) realizan una valoración de la peligrosidad sísmica de la ciudad de Moa. Para esto parten del análisis del entorno sismotectónico regional, de la actividad sísmica y finalmente determinan el peligro sísmico haciendo uso del método del árbol lógico mediante la combinación de los resultados obtenidos en trabajos previos. González B. E. et al (2005) caracterizan el medio ambiente urbano del asentamiento de Mariel y se identifican los fenómenos geológicos que constituyen amenazas para el territorio estimando los periodos de recurrencia de los mismos y sus áreas de impacto. Realizan la 22 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral microzonificación sísmica sobre la base de la geología superficial y el procesamiento y análisis de microsismos de origen antrópico evaluando la vulnerabilidad, que tiene como componentes factores fiscos y ambientales, que inciden en la capacidad de respuesta de la población ante un desastre potencial, provocado por fenómenos geológicos peligrosos, y la vulnerabilidad del medio construido, ante eventos sísmicos extremos y deslizamientos de tierra en la Meseta del Mariel. Pedroso I. I. et al (2005) presentan una valoración de los Peligros, la Vulnerabilidad y los Riesgos Geólogo-Geofísicos y Tecnológicos del municipio Playa, Ciudad Habana, partiendo de la caracterización del medio físico, el medio construido y el medio socio-económico del mismo partiendo de la precisión de los Escenarios de Peligros. El análisis de diferentes datos les permitió obtener información sobre las características de los elementos disparadores como los sismos, las lluvias intensas y los fuertes vientos, potenciales generadores de terremotos, deslizamientos, hundimientos, inundaciones y penetraciones del mar. Cabrera J. (2005) muestra en términos generales, un catastro ingeniero-geológico de la provincia de Pinar del Río sobre la base de una evaluación teórica de los factores a tomar en cuenta en la evaluación de las condiciones ingeniero geológicas de los territorios. Establece criterios, definiciones y consideraciones de como tomarlos en cuenta en función de su nivel de importancia partiendo de la derivación e integración de los factores involucrados, definiéndose a su vez los resultados cartográficos a obtener con cada acción. El análisis parte de considerar que la evaluación de las condiciones ingeniero-geológicas está en función de la influencia que ejercen sobre el medio, las condiciones naturales como el clima, relieve y condiciones geomorfológicas, condiciones tectónicas y de estratificación, particularidades litólogopetrográficas de las rocas, condiciones hidrogeológicas, fenómenos físico-geológicos y la infraestructura económica. El método adoptado se basa en la obtención de una serie de mapas a partir de la reclasificación y superposición de dos mapas temáticos básicos, el topográfico y el geológico. Relacionado específicamente con el cartografiado y predicción de deslizamientos Chang J. L. et al (2003) muestran una aplicación de datos geofísicos regionales como datos Jespectrométricos aéreos dado la distribución espacial de los radioelementos naturales en el medio, identificando sitios potencialmente favorables para la ocurrencia de deslizamientos como información complementaria en el análisis de susceptibilidad de terrenos a la rotura por el desarrollo de deslizamientos. Carreño B. et al (2005) realizan un pronóstico de deslizamientos con el empleo de sistemas computarizados, aplicando criterios geomorfológicos clásicos para la determinación de los 23 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral alineamientos procesados con la utilización del modelo digital del terreno, obteniendo finalmente el análisis cinemático de los alineamientos que resultan potencialmente propensos a comportarse como fallas estructurales. Mediante este procedimiento confeccionan el mapa del Modelo Digital del Relieve con las probables estructuras tectónicas y el esquema de zonificación de probables movimientos de masas, sin embargo no presentan un mapa de fenómenos o inventario de deslizamientos de la zona estudiada para la validación del mapa obtenido. Castellanos E. (2005) muestra los resultados de un procesamiento de datos del SRTM para el Archipiélago Cubano, el análisis para producir los mapas derivados del Modelo de Elevación Digital (DEM) y la evaluación geomorfométrica de amenaza de deslizamiento de terreno. El análisis y procesamiento se realiza empleando técnicas SIG y software de sensores remotos. La cartografía de susceptibilidad del Archipiélago de Cuba la realiza empleando mapas derivados del DEM como el ángulo de la pendiente y el relieve interno (disección vertical) mostrando las áreas donde los deslizamientos de terreno pueden ocurrir con mayor posibilidad donde los factores morfométricos tienen los valores más altos, sin embargo el procedimiento de pesaje de cada factor analizado no se realiza teniendo en cuenta la distribución areal de los movimientos de masas, sino, que se hace referencia solamente a la coincidencia con los sistemas montañosos del país y se obtiene por los rangos que podrían provocar en mayor o menor medida roturas en laderas según el criterio del autor. Febles D. y Rodríguez J. (2005) presentan un mapa susceptibilidad a los deslizamientos de Cuba a escala 1:250 000, donde precisan las áreas mas propensas a este fenómeno a lo largo del territorio nacional, utilizando como factores condicionantes la pendiente del relieve topográfico, composición de las rocas y/o suelos, condiciones tectónicas, el efecto antrópico (densidad de población y densidad de carreteras y caminos) y el régimen de precipitaciones. Rocamora E. (2005), detalla varios criterios de roturas por desprendimientos de bloques, detallados a partir de la modelación de dos casos de estudio, la Sierra de los Órganos y el noreste de la provincia de La Habana, identificando cuestiones fundamentales en el estudio de estos movimientos de masas como herramienta de pronóstico de la ocurrencia de los fenómenos, evaluación del peligro potencial que ellos representan y su alcance espacial, y método óptimo para el diseño de las medidas ingenieriles de contención del peligro. Alfonso H. M. (2005) realiza un mapa de susceptibilidad a los movimientos de laderas mediante la combinación de factores condicionantes y desencadenantes, naturales e inducidos por la actividad humana, haciendo énfasis en los elementos geomorfológicos como las formas del relieve, los gradientes de sus pendientes y las litologías a través de la aplicación de métodos heurísticos. 24 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Reyes C. R. et al (2005) realizan un análisis del comportamiento de los factores pasivos (el relieve, características geológicas y geotécnicas de las formaciones) y activos (Criterio magnitud-distancia), que actúan en la estabilidad de los suelos y rocas en las provincias orientales de Cuba. Además, proponen un esquema de zonación de acuerdo a la susceptibilidad de ocurrencia de deslizamientos o derrumbes en los taludes de las carreteras provocados por terremotos de gran o mediana intensidad, atendiendo al relieve, constitución geológica y criterios del Manual de Zonación de Peligros Sísmico Geotécnicos. Como factores desencadenantes de los deslizamientos incluye los sismos y la influencia de las precipitaciones, considerado este último el más importante agente catalizador de este fenómeno. En el territorio de Moa, el Departamento de geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico, ha realizado varios trabajos geotécnicos, dirigidos a la caracterización ingenierogeológica de los suelos lateríticos a partir de las propiedades físico-mecánicas de los mismos y la aplicación de clasificaciones geomecánicas para el análisis de la estabilidad de los taludes. Carmenate J. A., (1996) realiza una evaluación y clasificación de los suelos y rocas a partir de las propiedades físico-mecánicas dando como resultado un mapa ingeniero-geológico a escala 1:10 000 y una zonificación de áreas susceptibles a la ocurrencia de fenómenos geológicos exógenos, que constituyen peligros para la población y objetivos económicos, como los deslizamientos, proponiendo medidas para su mitigación, pero de una manera superficial, porque no caracteriza todas las posibles condicionantes del terreno que posibilitan la aparición de movimientos, limitándose solamente a las propiedades físico-mecánicas sin tener en cuenta el factor estructural o uso de suelo del territorio. Rodríguez A. (1999), profundiza en el conocimiento geólogo-tectónico del territorio de Moa, determina los sistemas de estructuras activas y bloques morfotectónicos, caracteriza los movimientos tectónicos contemporáneos y determina su incidencia en los sectores de máximo riesgo de origen tectónico. Como resultado importante confecciona el mapa de riesgos del territorio, donde establece cuatro zonas por su grado de peligrosidad ante los efectos de los procesos tectónicos. Kempena (2000) realiza un estudio de los diferentes peligros y riesgos geoambientales en un sector de la costa de la cuidad de Moa. Implementa un SIG que permite la cartografía del ambiente costero, proporcionando una imagen global de sus potencialidades, grado de deterioro y vulnerabilidad ante procesos naturales y antrópicos. En el año 1997, ocurre un deslizamiento en un talud de explotación en el yacimiento Punta Gorda. A partir de esta problemática la subdirección de minas de dicha entidad, solicita al departamento de geología realizar un proyecto de investigación en el cuál se contemplara la evaluación de las condiciones geotécnicas y modelación del factor de seguridad de los taludes 25 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral dentro del yacimiento. De esta forma se desarrolla el Proyecto de evaluación hidrogeológica e ingeniero-geológica en la mina Ernesto Che Guevara (Dpto de geología, 1998), en el cual se realizan una serie de investigaciones geotécnicas de campo y laboratorio con vista al análisis de la estabilidad de los taludes. Tales investigaciones se fundamentaron en la aplicación de los métodos de equilibrio límite para el cálculo del factor de seguridad, mientras que la clasificación del macizo se limitó a la aplicación del índice RMR a partir de un estudio preliminar del agrietamiento. A partir de entonces continúan los estudios para profundizar en el análisis de la naturaleza y tipología de los deslizamientos en corteza laterítica, resultando el trabajo de Guardado R. y Almaguer Y. (2001), donde se presenta una primera aproximación de un mapa de riesgos para el yacimiento Punta Gorda, obtenido a partir de la superposición de varios mapas de factores como la litología, tectónica y pendientes, incluyendo en el análisis un mapa de elementos en riesgo, poniendo énfasis en la situación de los caminos mineros y la ubicación de las excavadoras en los frentes de explotación. El análisis de la influencia de los factores sobre las inestabilidades se realizó mediante la aplicación de métodos heurísticos presentando un mapa de riesgos por bloques de explotación con muy poco detalle para la escala a la cual trabajaron, y el trabajo de Almaguer Y. (2001), donde se aplican métodos de cálculo de estabilidad de taludes utilizando criterios de rotura a partir del estudio integral del agrietamiento del macizo roca-suelo y de la evaluación geomecánica del macizo rocoso serpentinizado. Algunos trabajos recientes de cartografía de susceptibilidad a nivel mundial. Santacana (2001) realiza el análisis de susceptibilidad de ladera a la rotura por deslizamientos superficiales a escala regional, mediante tratamiento estadístico multivariante de tipo discriminante. El procedimiento de análisis se ha realizado en formato raster (malla regular) y ha considerado las zonas de rotura como celdas inestables. Los factores utilizados están relacionados con la geometría y situación de la ladera, la cuenca vertiente, la vegetación y usos del suelo, la presencia de formación superficial y el espesor de ésta. Donati et al (2002) presentan una metodología donde analizan la predisposición de varios factores que influyen en la ocurrencia de deslizamientos en Italia, auxiliándose del software IDRISI. La escala de trabajo 1:5 000 utilizando fotos aéreas a escala 1:13 000. El análisis de amenaza se realizó analizando factores tales como distancia a fallas normales e inversas, paralelismo entre alineaciones interpretadas en fotos aéreas y los escarpes de los deslizamientos detectados, uso del suelo, litología, distancia de la red fluvial, orientación de las pendientes, pendiente de las laderas, orientación de los estratos con respecto a los taludes y laderas. Para determinar la influencia de cada factor sobre la ocurrencia de deslizamientos se 26 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral efectuó un análisis entre los mapas de cada factor y el inventario de deslizamiento para determinar el porcentaje del área de diferentes clases afectadas por deslizamientos. Valadao et al (2002) presentan un análisis de densidad de deslizamientos a escala 1:25 000, el cual se realiza sobre la base de información existente sobre deslizamientos, además de se le incluye el inventario de deslizamientos obtenido por observación de fotos aéreas y reconocimientos de campo. La identificación de movimientos por el análisis de fotos aéreas está basada en criterios geomorfológicos, como la presencia de escarpes y en algunos lugares, la existencia de depósitos asociados. El reconocimiento de campo se realizó con el objetivo de caracterizar los eventos principales, definir su estructura geológica, tipo de depósito y la influencia de la actividad antrópica. Kelarestaghi (2002), realiza una investigación sobre los factores efectivos en la ocurrencia de deslizamientos. Para esto hace uso de mapas tales como MDE, pendiente, pluviometría, litología, uso del suelo, distancia de la carreteras, de las fallas y de la red hidrográfica. Cada factor fue analizado con respecto al mapa de deslizamientos. El método utilizado para determinar el peso de las clases de cada factor está basado en el análisis probabilístico condicional. Morton et al (2003), presentan un trabajo sobre un mapa preliminar de susceptibilidad a deslizamientos donde analizan varios factores como la pluviometría, la condiciones geológicas, la pendiente del terreno y la dirección de las laderas. La vegetación y la concavidad-convexidad de la pendiente no tuvieron gran influencia en el desarrollo de los deslizamientos. En relación con la dirección de las pendientes se encontró una alta correlación entre los derrubios y los taludes orientados hacia el sur ya que estos soportan menos biomasas en esa dirección, además de contener mayor humedad. La valoración de los factores se realizó aplicando los métodos heurísticos, utilizando una escala entre 0 a 25, donde 0 corresponde a las unidades geológicas no susceptibles a movimientos de laderas, el valor 25 a las unidades más susceptibles, y el valor 5 a las unidades de baja susceptibilidad. Tangestani (2004) presentan una investigación sobre mapeo de susceptibilidad a deslizamientos usando la operación Fuzzy Gamma en tecnología GIS. El modelo de predicción cuantitativo está basado en una base de datos espaciales con varios mapas digitales representando los factores causales de los movimientos. Son usadas tres teorías matemáticas para el modelo: teoría de probabilidades, teoría de conjuntos difusos y teoría de evidencias Dempster-Shafer. Sobre la base de estas tres teorías se realiza una medición cuantitativa de la amenaza futura frente a deslizamientos. Los factores analizados son el ángulo de los taludes, 27 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral elevación topográfica, dirección de las laderas, profundidad de meteorización, litología, uso de suelo y distancia a las carreteras, obtenidos del procesamiento de datos topográficos, interpretación de fotos aéreas y de trabajos de campo. La asignación del peso de los factores se hizo sobre una escala entre 0 y 1. Sivakumar y Mukesh (2004) realizan un análisis de deslizamientos sobre un GIS mediante el empleo de métodos determinísticos para el cálculo del factor de seguridad de taludes y laderas. La información utilizada para esta análisis se relaciona con el MDE, además de otros parámetros para el modelo predictivo como una caracterización detallada de las condiciones de los suelos: resistencia (cohesión, ángulo de fricción interna, peso), características de permeabilidad, profundidad de la cubierta de suelo y patrones de vegetación. Chau et al (2004), presentan un análisis de amenaza de deslizamientos en Hong Kong empleando datos históricos de deslizamientos acoplado con datos geológicos, geomorfológicos, actividad antrópica, clima y pluviometría. Se analiza la relación entre 1448 deslizamientos y la variación de las lluvias por estaciones del año, resultando una fuerte correlación entre la ocurrencia de estos fenómenos y el cumulado de lluvias. Como resultado final se obtiene el mapa de amenaza y el de riesgos por deslizamientos sobre formato raster. Sinha et al (2004) realizan la zonación de amenazas por deslizamientos en terrenos del Himalaya, aplicando tecnología GIS. Para este estudio se analizaron varios factores como direcciones de las laderas, morfometría de las laderas, uso de suelo, pendiente de las laderas, resistencia de la roca, drenaje, geología, parteaguas, carreteras, alineamientos tectónicos y el relieve. Los mapas se trabajaron en formato raster asignándole un valor a cada clase de los factores analizados por comparación con el mapa de inventario de deslizamientos aplicando el método de análisis probabilístico condicional. Tendencias actuales de la cartografía de susceptibilidad. El avance y desarrollo de las tecnologías tanto de los SIG, como la capacidad de las computadoras y los sensores remotos, permiten vislumbrar nuevas tendencias en el análisis de susceptibilidad a los deslizamientos mediante SIG. Dos grandes grupos constituyen las nuevas tendencias: la captura y obtención automática de los datos y la aplicación de Redes Neuronales. 1. Captura y obtención automática de datos. 28 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral La obtención rápida y precisa de MDE, así como de otra información relacionada con deslizamientos (factores causantes y detección automática de deslizamientos), son elementos importantes que reducen el tiempo de un proyecto dirigido a esta tarea. Creación de MDE detallados: Aleotti et al. (2000) han utilizado el altímetro Láser (Airbone Laser Terrain Model, ALTM) creado por Aquater, que es un sistema de escaneado Láser altamente preciso diseñado para recoger datos morfológicos del terreno en coordenadas XYZ. La resolución espacial depende de la elevación y velocidad del avión oscilando entre 40 cm a 300 m de elevación y hasta 7 m a 1200 m de altitud. Permite crear un MDE caracterizado por una alta densidad de puntos de altitud, precisión geométrica alta y disponibilidad inmediata de los datos adquiridos y entrada en un SIG. Detección automática de deslizamientos: Las imágenes de sensores remotos (fotografías aéreas, imágenes de satélite e imágenes de radar) constituyen una fuente de información en la estimación de la susceptibilidad a roturas de laderas. Las fotografías aéreas son el producto más utilizado dentro de los sensores remotos, mediante la técnica de fotointerpretación. Las imágenes de satélite se han utilizado desde mediados de los 70 en el estudio de deslizamientos (Mantovani et al., 1996). En las últimas décadas diversos autores han utilizado imágenes de sensores remotos (LANDSAT I, SPOT, etc.) para identificar movimientos de masa (Scanvic et al., 1990), aunque en todos estos casos los deslizamientos no son reconocidos individualmente a partir de las imágenes, si no que son detectados a partir de las condiciones del terreno asociadas con ellos, como litología y diferencias en la vegetación y la humedad del suelo (Mantovani et al., 1982). Reconstrucción de la topografía previa al deslizamiento: Thurston y Degg (2000) han reconstruido la topografía previa a unos deslizamientos mediante el uso de un área de influencia (buffer) alrededor de un deslizamiento, utilizando la elevación de algunos puntos de este para interpolar, con una Red de Triángulos Irregulares (TIN), la superficie del terreno previa del área del deslizamiento (figura 1.6). Según los autores esto es posible en el caso de disponer de un buen MDE con una resolución adecuada al tamaño de los deslizamientos. 2. Aplicación de Redes Neuronales Artificiales. Los procesos geológicos dependen de una gran variedad de parámetros, que a menudo son conocidos de forma incompleta o totalmente desconocidos. Normalmente la relación entre los factores que controlan el proceso y la observación de éste es una relación no lineal. Las técnicas estadísticas normalmente utilizadas para analizar los deslizamientos (regresión múltiple, análisis discriminante y factorial, predicción lineal, etc) requieren una relación lineal 29 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral entre los parámetros del modelo y las observaciones. Una alternativa a los métodos basados en estadística lineal son las técnicas desarrolladas en el contexto de la Inteligencia Artificial sobre todo las Redes Neuronales Artificiales (ANN Artificial Neural Networks) del tipo de perceptrones multicapa (MLP multilayer perceptrons) que intentan emular el reconocimiento humano y están basadas en un modelo del cerebro humano utilizando ciertos conceptos de su estructura básica. Las Redes Neuronales Artificiales han sido aplicadas con éxito en el reconocimiento de objetos militares, procesamiento de imágenes, control de robots y en ingeniería civil (Pande y Petruszczak, 1995; Siriwardane y Zaman, 1994). También se han aplicado en problemas de inversión y clasificación en geofísica (Langer et al., 1996). La utilización de redes neuronales para predecir desplazamientos y velocidades de movimientos de ladera ha sido utilizada por Mayoraz et al. (1996) en dos deslizamientos de Suiza y Francia. Vulliet y Mayoraz (2000) han utilizado Redes Neuronales y un modelo mecánico (talud infinito) para predecir el Factor de Seguridad, velocidad de desplazamiento y presiones de poros en un deslizamiento instrumentado en Francia. 30 �CAPITULO II �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral CAPITULO II. CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. Generalidades. El yacimiento Punta Gorda se encuentra dentro del municipio de Moa, ubicado en el extremo oriental de la provincia de Holguín. Geográficamente se encuentra limitado al norte por el Océano Atlántico, la carretera de Punta Gorda y la parte baja del curso del río Moa, al sur por la línea convencional que lo separa de los yacimientos Camarioca Norte y Camarioca Este, por el oeste está limitado con el yacimiento Moa Oriental, separado de este por el límite natural del río Los Lirios y el cañón del río Moa y por el este se separa del yacimiento Yagrumaje Norte por el río Yagrumaje, ubicándose en la margen izquierda del mismo [figura 2.1]. Figura 2.1. Ubicación geográfica del área de estudio. El área de estudio forma parte del grupo orográfico Sagua-Baracoa, lo cual hace que el relieve sea predominantemente montañoso, principalmente hacia el sur. Hacia el norte el relieve se hace más suave, disminuyendo gradualmente hacia la costa [Anexo I (figura 2.1)]. La red fluvial está representada los ríos Moa (al norte), sus afluentes río Los Lirios (al oeste), arroyo la vaca (área central) y el río Yagrumaje (al este y sur). La fuente de alimentación principal de estos ríos y arroyos, son las precipitaciones atmosféricas, desembocando las arterias principales en el Océano Atlántico, formando deltas cubiertos de sedimentos palustres y vegetación típica de manglar. La mayor parte del yacimiento está ocupado por la zona de divisorias entre el río Yagrumaje y el arroyo La Vaca, presentando un relieve suavemente ondulado que alcanza una altura de 174 m hacia el sur disminuyendo su altura hasta 20 m al norte y nordeste. La divisoria del río Yagrumaje presenta cotas que van de 174 m hasta 134 m con una cima plana a suavemente ondulada. 31 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral El clima es tropical con abundantes precipitaciones, estando estrechamente relacionadas con el relieve montañoso que se desarrolla en la región y la dirección de los vientos alisios provenientes del Océano Atlántico cargado de humedad. En el período de 1916-1963, la temperatura media anual oscilaba entre 20o y 25oC, el promedio de precipitaciones anuales entre 1200-1400 mm y la evaporación media anual entre 1400-1750 y hasta 1985 la temperatura media anual estuvo entre 22o y 33oC, el promedio de precipitaciones entre 16002200 mm y la evaporación media anual entre 2200-2400 mm (Oliva et al, 1989). Desde 1985 al 1991, según la estación hidrometeorológica El Sitio y datos pluviométricos del la estación Vista Alegre, la temperatura media anual osciló entre 22.6o – 30.5oC, siendo los meses más calurosos los de julio, agosto y septiembre y los más fríos enero y febrero; el promedio de precipitaciones anuales entre 1231-5212 mm, siendo los meses más lluviosos noviembre y diciembre y los más secos marzo, julio y agosto; la evaporación media anual oscila entre 1880-7134 mm. La vegetación se caracteriza por la existencia de bosques de Pinus cubencis en las cortezas lateríticas y donde hay menores potencias de las mismas, matorrales espinosos, típicos de las rocas ultramáficas serpentinizadas. Las zonas bajas litorales, están cubiertas por una vegetación costera típica entre la que se destaca los mangles. Para la caracterización desde el punto de vista regional del territorio, se consultaron los trabajos de Iturralde-Vinent (1983, 1990), Lewis et al (1990), Morris (1990), Campos (1991), Rodríguez (1983, 1998). El área de estudio se relaciona, desde el punto de vista regional, al desarrollo de sistemas de arco insulares y cuenca marginal durante el mesozoico, y a su extinción a fines del Campaniano Superior-Maestrichtiano. Debido a procesos de acreción tectónica, se produce la obducción del complejo ofiolítico, según un sistema de escamas de sobrecorrimiento, sobre el borde pasivo de la Plataforma de Bahamas. Relativo a la morfotectónica, el yacimiento Punta gorda se encuentra ubicado en el Bloque El Toldo, el cuál ha manifestado los máximos levantamientos relativos de la región (Rodríguez, 1998). La litología está representada por rocas del complejo máfico y ultramáfico de la secuencia ofiolítica, sobre las cuales se ha desarrollado un relieve de montañas bajas de cimas aplanadas ligeramente diseccionadas. Condiciones geológicas. En el yacimiento Punta Gorda se encuentran tres grandes conjuntos litológicos: el basamento, la corteza de meteorización laterítica y lateritas redepositadas. 32 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Basamento. En el basamento se revela una alta complejidad tectónica y mediana complejidad litológica [Figura 2.2]. La litología que predomina es la peridotita serpentinizada en mayor o menor grado. De acuerdo a estudios anteriores y a las observaciones de campo, las peridotitas presentes son harzburgitas de color azul verdoso oscuro, con contenido variable de piroxenos rómbicos y olivino. En menor grado aparecen piroxenos monoclínicos. Tanto los piroxenos como el olivino han sido transformados a minerales del grupo de la serpentina, siendo ocasional la presencia de relictos de los minerales primarios (Quintas et al, 2002; Almaguer et al, 2005). En el área se localizan fajas de serpentinita foliada, esquistosa y budinada, que coinciden con las zonas de contacto entre mantos tectónicos imbricados. Las fajas deformadas están completamente cortadas y desplazadas por varios sistemas de fallas más jóvenes. Las budinas, fundamentalmente son de peridotitas, que se presentan fracturadas y rodeadas por serpentinitas esquistosas. Estas fajas se orientan preferentemente al N60ºE. Se observan algunas tendencias distributivas entre las áreas con peridotitas y las que contienen las fajas de micromelanges (serpentinitas foliadas y budinadas), presentándose dos áreas relativamente pequeñas con predominio de peridotitas: al sudoeste y centro norte, mientras que, ocupando la porción central y el borde oriental y norte del yacimiento se alternan las peridotitas con fajas de micromelanges. La zona central se caracteriza por presentar la forma de un gran arco cóncavo hacia el norte. Las fajas foliadas contenedoras de gabro, aunque ocupan áreas relativamente pequeñas, producen una corteza contaminada, caracterizada por el aumento de sílice y alúmina y la disminución de hierro, níquel y cobalto. Corteza de meteorización. Está desarrollada principalmente sobre peridotitas de tipo harzburgitas serpentinizadas en distinto grado y por serpentinitas, las cuales ocupan la mayor parte del yacimiento y en menor grado por material friable producto del intemperismo químico de gabro olivínico, plagioclasita y anfibolita, ubicado el primero hacia las zonas este y norte del yacimiento y los otros dos tipos de corteza hacia la parte este del depósito mineral. Las litologías que conforman el perfil friable son, de arriba hacia abajo (Quintas et al, 2002)): x Litología 1: Ocre estructural con concreciones ferruginosas(OIC). Presentan color pardo oscuro con concreciones ferruginosas que aumentan de tamaño hacia la superficie donde forman bloques de distintas dimensiones y forma. x Litología 2: Ocre inestructural sin concreciones ferruginosas (OI). Presenta color pardo oscuro. x Litología 3: Ocre estructural final (OEF). Se caracteriza por sus estructuras terrosas y color pardo amarillento hasta amarillo, se distingue la estructura de la roca madre. 33 �Y. Almaguer Carmenates x Tesis Doctoral Litología 4: Ocre estructural inicial (OEI). Se caracteriza por su color amarillento, pasando en algunos lugares a colores rojizos y verdosos cerca del límite inferior de la litología. Se reconoce la estructura de la roca madre que le dio origen. x Litología 5: Serpentina lixiviada (SL). Las rocas como regla están manchadas de ocres. La ocretización se observa en forma de manchas de los hidróxidos de hierro. El grado de intemperísmo es irregular y las más intemperizadas están representadas por rocas claras donde en forma de una red de vetillas tiene lugar la serpentinización. Son rocas friables y ligeramente compactas de color gris verdoso las cuales conservan la estructura de la roca madre. x Litología 6: Corteza a partir de gabros (CG). Son materiales arcillosos de color pardo lustroso de diferentes tonalidades (desde pardo oscuro brillante hasta colores ladrillo y crema). Estos materiales son pobres en hierro, níquel y cobalto con contenidos perjudiciales al proceso de sílice y aluminio. Esta litología está presente en la parte este del yacimiento y en menor proporción en su parte norte. Lateritas Redepositadas. Los redepósitos están presentes hacia el norte y este con una distribución discontinua. Los materiales que lo componen, tuvieron su fuente de suministro en terrenos donde existió una corteza friable desarrollada, lo que determinó que las litologías presentes en este conjunto tengan alguna semejanza a las capas componentes del perfil friable. Básicamente están formados por lateritas redepositadas, intercaladas en ocasiones con arcillas pardo oscuras con material carbonizado, lentes conglomeráticos y arenosos con fragmentos predominantes de ultramafitas y en ocasiones de gabros. También pueden presentarse algunos horizontes calcáreos con gran contenido de fauna. Internamente esta secuencia presenta varios ciclos erosivos-acumulativos, marcado por discordancias erosivas intraformacionales. Por lo general estos depósitos están estratificados, pudiéndose observar estratificación paralela y cruzada. El buzamiento de las secuencias es suave hacia el norte y nordeste. Condiciones estructurales. Agrietamiento. En el estudio del agrietamiento se midieron un total de 1255 elementos de yacencia de grietas, fallas, diques y foliación primaria y se hizo la caracterización de las grietas teniendo en cuenta la densidad, relleno, tipo de grieta y algunos elementos de las superficies. Como se observa en el diagrama de roseta [figura 2.3], las principales direcciones del agrietamiento son: NS y NW , sin embargo, con menos frecuencia y en forma de abanico entre estas se manifiestan las direcciones N65oW, N45oW, N35oW, N23oW y N13oW, lo cual puede ser reflejo de un cambio gradual de la dirección principal de los esfuerzos que afectaron la 34 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral región o pudieran relacionarse con un sistema Riedel de fallas transcurrentes que desplazaron los contactos entre los mantos de cabalgamiento. Figura 2.3. Diagrama de roseta del agrietamiento en el yacimiento Punta Gorda. Las grietas correspondientes a las direcciones NS y N-NW presentan signos de movimientos de cizallamiento a través de sus superficies, manifestándose con una densidad moderada en el terreno y rellenas de material serpentinítico [tabla 2.1]. Aparece además otro sistema no reportado en el diagrama de roseta con rumbo NE-E, vertical y con densidad de agrietamiento alta. El buzamiento de los sistemas de grietas presenta el siguiente comportamiento: familia 4, acimut de buzamiento 226o, buzamiento horizontal relacionado con zonas de contacto entre mantos tectónicos; familia 1, acimut 63o y buzamiento 45o y 268o con buzamiento 41o, probablemente asociado a los sistemas de fallas de desplazamiento por el rumbo con dirección NW; familia 2, acimut 15o, buzamiento 89o y acimut 42o buzamiento 88o, están relacionadas con los sistemas de fallas NW y NE que desplazan a los de la familia 1 y 4 pero que no son predominantes en el yacimiento. Tabla 2.1. Caracterización de las familias de grietas del macizo rocoso del yacimiento Punta Gorda. No. Fam. Acimut de buzamiento Buzamiento Densidad Relleno 1 63 45 Moderada – alta Material serpentínico Material serpentínico. 2 158 89 Alta 3 42 88 Moderada – alta 4 226 2 Moderada – alta 5 268 41 Moderada 5% garnierita Material serpentínico. 5% garnierita Material serpentínico Material serpentínico Tipo Superficie 75% abierta 25% cerrada 10% rugosa 2% cizalla 70% abierta 30% cerrada 15% ondulada lisa 20% rugosa 80% abierta 20% cerrada 20% rugosa 5% ondulada lisa 75% abierta 25% cerrada 80% abierta 20% cerrada 10% rugosa 2% lisa 15% rugosa 5% cizalla 35 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Sistemas de fallas. Fueron reveladas varias estructuras disyuntivas de desplazamiento las cuales se manifiestan en cuatro direcciones principales: NS, EW, N45oE y N55oW (figura 2.4). Figura 2.4. Diagrama de roseta de fallas en el yacimiento Punta Gorda. El sistema con tendencia al rumbo EW, es horizontal [tabla 2.2], pudiéndose relacionar con los planos de cabalgamiento de las estructuras tectónicas de la región, clasificándose este sistema como fallas de sobrecorrimiento; el plano de falla del sistema NS es vertical con signos de trituración a través del mismo; el sistema NW está activo sin definirse el sentido del movimiento y el sistema NE presenta cizallamiento. Todos los sistemas presentan mineralización de material serpentínico y garnierita. Tabla 2.2. Caracterización de las fallas del macizo rocoso del yacimiento Punta Gorda. No. Falla Acimut de buzamiento Buzamiento 1 267 90 2 329 39 3 37 4 360 Densidad del agrietamiento 70% alta 30% muy alta 40% alta 20% moderada Serpentina y garnierita Microfalla Trituración Serpentina Activa 30 75% alta 25% moderada Serpentina 1 50% moderada 50% muy alta Serpentina y garnerita Relleno Observaciones Microfalla Cizalla Diques de gabros. En el estudio de los diques de gabro se determinó una dirección predominante N55oE, además se presentan otras de menor frecuencia con rumbos NS, N 55oW, E-W, N 75oE [figura 2.5]. El buzamiento de los diques es hacia el W, NW y un sistema vertical. Foliación primaria de granos minerales. Para el área del yacimiento, se reporta una dirección preferencial de la foliación de granos de piroxenos N45oW. 36 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Figura 2.5. Diagrama de roseta de diques de gabro en el yacimiento Punta Gorda. Condiciones hidrogeológicas. Las aguas subterráneas del yacimiento Punta Gorda siguen la morfología del terreno, con flujos predominantes hacia el norte en la mayor parte del área, pudiendo tener sentido diferente y hasta opuesto hacia los principales cursos de aguas superficiales. El gradiente varía entre 0.03 q y 31.7q (De Miguel, 1997, 2004; Blanco et al, 2004). Las rocas acuíferas (serpentinitas agrietadas), presentan un importante flujo por la zona del contacto con la corteza impermeable, donde se produce el movimiento lateral del agua, mientras que en las lateritas, con algunas excepciones (en los OIC y redepósitos), el movimiento del agua es fundamentalmente de ascenso capilar, que varían entre 0.0 m a 25.5 m, correspondiendo los mayores valores al corte completo, inalterado aun por el laboreo minero. La profundidad de las aguas subterráneas se encuentran entre 0 y 27.4 m, correspondiente el nivel 0 a los cursos de aguas corrientes superficiales y a las excavaciones mineras que han descubierto las aguas subterráneas (De Miguel et al, 1998; De Miguel, 2004; Blanco et al, 2004). Permeabilidad y potencia acuífera. x Lateritas. En sentido general la permeabilidad en estas secuencias está entre 0.006 y 0.21 m/días, correspondiendo los valores más altos a los horizontes de ocres inestructurales con perdigones y los más bajos a los ocres estructurales. x Serpentinitas. Bajo este concepto se consideran a todas las ultramafitas serpentinizadas, serpentinitas e incluso pequeños cuerpos de gabro y/o diabasas presentes en el yacimiento de forma subordinada, incluyendo además las rocas lixiviadas. En sentido general la permeabilidad en estas secuencias está entre 0.004 y 0.430 m/días, aunque en zonas de intensa trituración, se pueden encontrar valores anómalos mayores de 2.00 m/días. 37 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Los valores de la potencia acuífera se manifiestan entre 0 y 27.6 m. Los más bajos corresponden a los drenes naturales y a la zona explotada. Los valores más altos corresponden a las áreas más elevadas del yacimiento. Procesos geodinámicos y antrópicos. a) Meteorización. Es el fenómeno físico-geológico más importante en el área de estudio. Está vinculado con la formación de potentes cortezas lateríticas sobre rocas ultrabásicas y básicas. Las condiciones climáticas, geomorfológicas, tectónicas y características mineralógicas de las rocas existentes favorecieron los procesos de meteorización química del medio. b) Movimientos de masas. Este proceso esta vinculado a los movimientos de laderas naturales y taludes generados por el proceso minero extractivo. Los mecanismos de rotura y las tipologías de los movimientos de masas desarrollados en las cortezas residuales, están condicionados por las características estructurales del macizo rocoso, aunque en las zonas de desarrollo de cortezas redepositadas, las condiciones geotécnicas de los materiales inciden con más fuerza sobre el tipo de movimiento. Las propias condiciones naturales de las cortezas lateríticas como alta humedad, granulometría muy fina, altos contenidos de minerales arcillosos, baja permeabilidad, 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 no solo en la actividad minera sino en otros sectores del territorio. Un catalizador de este fenómeno es la propia actividad minera, que deja descubierta grandes áreas, sin cobertura vegetal, y genera taludes con grandes pendientes. c) Erosión. Es un fenómeno muy difundido en el yacimiento Punta Gorda. Es un proceso, que aunque se produce de forma natural en la potente corteza laterítica, se ha visto incrementado por la actividad antrópica, vinculada a la minería a cielo abierto y a la deforestación. La erosión laminar, que se desarrolla sobre la superficie de la corteza laterítica, arrastra las partículas fundamentalmente hacia la zona norte del yacimiento, donde el relieve en menos elevado, además de dirigirse hacia los cauces de los drenes naturales representados por el río Yagrumaje, Los Lirios y el arroyo la Vaca. Se observa además, un amplio desarrollo del acarcavamiento, que aumentan sus dimensiones rápidamente en el tiempo (figura 2.6). La dirección de las cárcavas está condicionada fundamentalmente por las condiciones estructurales de los suelos residuales. 38 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Figura 2.6. Procesos erosivos en taludes del yacimiento Punta Gorda (cortesía de subdirección de minas de UBM Ernesto Che Guevara). d) Sismicidad. Por la posición geólogo-estructural que tiene el municipio de Moa, de estar bordeada por tres zonas sismogeneradoras coincidentes con fallas profundas que constituyen límites entre o interplacas, lo ubican dentro del contexto sismotectónico de Cuba Oriental (Oliva et al, 1989). Estas tres zonas son: - Zona sismogeneradora Oriente: Está asociada a la falla transcurrente Bartlett-Caimán 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. 39 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral e) Actividad antrópica. La actividad antrópica desarrollada en el yacimiento Punta Gorda esta representada por la actividad minera. La minería se desarrolla en varias etapas que afectan en mayor o menor grado el entorno. Primeramente se desarrollan actividades de destape de las menas lateríticas, eliminando la cobertura vegetal. En esta etapa, y producto a las grandes precipitaciones, se generan arrastres de grandes volúmenes de sedimentos hacia los cauces de los ríos y arroyos. Luego continúa la actividad extractiva, que genera una cantidad considerable de taludes con pendientes elevadas, relacionados con los frentes de explotación y la construcción de caminos mineros. Además, otro de los elementos negativos es la formación de embalses de aguas en áreas internas del yacimiento. Como actividad paralela, se realiza la formación de escombreras, con los materiales estériles donde se desarrolla el proceso de reforestación y restauración. Sin embargo, en ocasiones estos sitios no se construyen con parámetros de altura, pendiente de los taludes y compactaciones muy óptimas para su conservación en el tiempo. No obstante, como política ambiental, se le ha prestado mayor atención en los últimos años, mejorando los parámetros de construcción y aumentando las áreas reforestadas, disminuyendo de esta forma la exposición de las áreas a los agentes erosivos. Conclusiones. x Las condiciones geológicas del yacimiento, caracterizadas por la presencia, en superficie, de cortezas lateríticas ferroniquelíferas residuales y redepositadas, en las cuales se manifiesta agrietamiento relíctico e intercalaciones de diques de arcillas formadas por descomposición de gabros, y por la presencia de un substrato rocoso formado por peridotitas serpentinizadas y en menor medida por gabro, intensamente tectonizados, se convierten en factores condicionales para el desarrollo procesos erosivos y de deslizamientos. x La caracterización hidrogeológica del área de estudio dada por la presencia de un acuífero agrietado en el contacto corteza laterítica-substrato rocoso, y por horizontes de suelo con gran capacidad de almacenaje, con baja permeabilidad condicionan en gran medida la ocurrencia de inestabilidades en taludes y laderas del yacimiento. 40 �Tesis Doctoral Figura 2.2. Plano litológico del substrato rocoso del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). Quintas et al (2002). Y. Almaguer Carmenates 41 �CAPITULO III �Y. Almaguer Carmenates CAPITULO III. Tesis Doctoral METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN DE SUSCEPTIBILIDAD DEL TERRENO A LA ROTURA. Introducción. En el presente capítulo se describe la metodología aplicada en la investigación para la valoración de los niveles de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos. Se parte de criterios de inestabilidad y de una hipótesis de rotura definida a partir de las características propias del yacimiento y de los factores que influyen en las inestabilidades observados en las campañas de reconocimiento e inventario de los movimientos. Se describe el procedimiento utilizado en el análisis de cada factor condicionante y el método y modelo estadístico empleado en la valoración de la influencia de cada factor sobre el desarrollo de deslizamientos y la obtención del plano final de susceptibilidad. Criterios de inestabilidad. Cada superficie de rotura en la corteza laterítca condiciona la destrucción de la ladera o talud. Este fenómeno ocurre fundamentalmente por efecto de la gravedad, y solo es posible cuando el componente de dislocación de dicha fuerza supera la resistencia del suelo en su conjunto, o cuando resulta alterado el equilibrio límite (W c � V tan M ) por las superficies preexistentes o potenciales (Sowers et al, 1976; Lomtadze, 1977). En este caso el factor de seguridad será menos que uno, es decir: 1 FS c � tan M ¦ V ¦W Donde FS es el factor de seguridad igual a la relación entre las fuerzas resistentes al movimiento y la suma de las fuerzas movilizadoras a lo largo de la superficie de deslizamiento. De lo dicho anteriormente se desprende que en toda ladera o talud, obligatoriamente actúan los esfuerzos de ruptura debido a las fuerzas gravitacionales, no obstante, en estas condiciones no siempre pueden formarse deslizamientos porque requieren de ciertas causas de alteración del equilibrio de las masas de rocas y la acción del efecto de las fuerzas de ruptura (Lomtadze, 1977). Las principales causas condicionales de inestabilidades se enumeran a continuación: x Aumento de la pendiente del talud o ladera por cortes, laboreo o derrubio. x Disminución de la resistencia de las rocas a consecuencia del cambio de su estado físico, al humectar, hinchar, descompactar, erosionar, alterar su constitución natural, así como el desarrollo de fenómenos de flujos subterráneos en las rocas y suelos. 42 �Y. Almaguer Carmenates x Tesis Doctoral La acción de las fuerzas hidrostáticas e hidrodinámicas sobre las rocas y suelos que causan el desarrollo de deformaciones de filtración (erosión subterránea, abultamiento del suelo, transición al estado de fluencia, etc.) x La variación del estado tensional de las rocas y suelos en la zona de formación de la ladera o construcción del talud. x Los efectos exteriores: sobrecarga de la ladera o talud, así como de sus tramos adyacentes a sus bordes, las oscilaciones microsísmicas y sísmicas, etc. Tomando como base los elementos citados anteriormente y la experiencia manifiesta sobre el conocimiento de los deslizamientos en el área del yacimiento Punta Gorda, se parte de una hipótesis de trabajo para realizar el análisis de susceptibilidad a la rotura por deslizamiento que permite orientar la selección de los parámetros que caracterizan las laderas así como su tratamiento y posterior interpretación. La hipótesis parte de un modelo con las siguientes condiciones (Almaguer, 2005): x La base de los taludes y las laderas está constituido por un substrato rocoso impermeable compuesto por rocas ultrabásicas serpentinizadas y en menor medida por básicas. Sobre éste yace, en la mayor parte del yacimiento, una corteza laterítica residual y en el resto del área, de forma discordante, una corteza laterítica redepositada. De forma intercalada, aparecen arcillas, formadas a partir de la meteorización de gabros. x Las cortezas lateríticas, por sus propiedades físicas y composición mineralógica, presentan gran capacidad de almacenaje, acumulando considerables cantidades de aguas que son trasmitidas muy lentamente, manteniéndose con alta humedad durante todo el año. Esta situación aumenta el peso, las presiones intersticiales en los poros y disminuye las propiedades resistentes de los suelos. x Las condiciones estructurales del sistema roca-suelo, junto a las propiedades geomecánicas, determinan los mecanismos y tipologías de deslizamientos desarrollados en el yacimiento. De esta forma, en los lugares que converjan todas estas condicionantes, fallas, intenso agrietamiento, altas subpresiones en la corteza y presencia de intercalaciones de arcillas formadas a partir de la descomposición de gabros, se deben manifestar roturas o inestabilidades. 43 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Factores condicionantes utilizados en el análisis de susceptibilidad. Teniendo en cuenta los criterios de inestabilidad y los factores condicionantes, sobre la base de los reconocimientos de campo, la experiencia y las consultas con los especialistas de la Unidad Básica Minera Ernesto Guevara, se seleccionaron los factores utilizados en el análisis de susceptibilidad para su tratamiento mediante técnicas estadísticas [tabla 3.1]. La utilización combinada de estos factores genera un plano residual, que explica que lugares son mas o menos susceptibles al desarrollo de deslizamientos, a cada uno se le asigna un valor o significado, por su influencia de favorecer o reducir la posibilidad de rotura de los taludes y laderas, en función de la cantidad de área ocupada por deslizamientos en las clases de cada factor. Por el tamaño del área del yacimiento (8.75 Km2), el grado de estudio, las características de la información de base y del sistema Hardware-Software se utilizó como escala de trabajo 1:2 000. Los factores utilizados en el análisis de susceptibilidad y comparados con el inventario de movimientos son (Almaguer 2005, 2005a, 2005b): 1. Factor litológico. 2. Factor estructural. 3. Factor hidrogeológico. 4. Factor geotécnico. 5. Factor geomorfológico. 6. Factor de uso de suelo. Tabla 3.1. Relación de factores utilizados en el análisis de susceptibilidad. Características FACTORES DE INTERNOS Factor litológico Grupos lito-estructurales Factor tectónico Fallas, grietas, diques Propiedades físico- mecánicas, intrínsecas Factor geotécnico ANÁLISIS DE tipo de suelo, factor de seguridad. SUSCEPTIBILIDAD Características DEL TERRENO A extrínsecas Factor geomorfológico LA ROTURA Pendiente umbral de deslizamientos Subpresión de la corteza EXTERNOS Factor hidrogeológico laterítica, nivel freático, gradiente critico. Factor de uso actual del suelo Uso de suelo Inventario de deslizamientos. El inventario se confeccionó a partir de varias campañas de reconocimiento, a escala 1:2 000, ejecutadas desde el año 1997, en las cuales se describieron todos los deslizamientos desarrollados en el área del yacimiento Punta Gorda. Para esto se recorrieron las áreas minadas y no minadas, las áreas reforestadas, y los cauces de los ríos Los Lirios, Yagrumaje y arroyo 44 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral La Vaca. Para perfeccionar el cartografiado de los movimientos, fundamentalmente los de mayor extensión, se utilizó la técnica de interpretación fotogeológica con fotos a escala 1:36 000, utilizando los siguientes criterios de reconocimiento: 1- Laderas de altas pendientes con depósitos extensos de suelo y rocas es los pies de las mismas. 2- Presencia de líneas nítidas relacionadas con escarpes. 3- Superficies onduladas formadas por el deslizamiento de las masas de suelo desde los escarpes. Formas topográficas onduladas no naturales semejantes a una concha. 4- Depresiones elongadas. 5- Acumulación de detritos en canales de drenajes y valles. 6- Presencia de tonos claros donde la vegetación y el drenaje no han sido restablecidos. 7- Cambios bruscos de tonos claros a oscuros en las fotografías (tonos oscuros indican zonas húmedas). 8- Cambios bruscos de la vegetación, indicando variaciones en una unidad de terreno. Para facilitar la documentación de los deslizamientos en los taludes y laderas se confeccionó una ficha en la cual se incluye la ubicación geográfica del punto, las dimensiones de los deslizamientos y del talud, la pendiente del escarpe del movimiento y del talud, las condiciones hidrogeológicas y tectónicas. Además, se incluye el tipo de material rocoso, la potencia y yacencia y un croquis del deslizamiento [Anexo II, tabla 2.1]. Factor litológico. En el análisis del factor litológico, se trabajó a partir de la clasificación de las rocas, propuesta por Nicholson y Hencher (1997), de acuerdo a grupos lito-estructurales, teniendo en cuenta sus susceptibilidades, resistencia y características litológicas [tabla 3.2]. El yacimiento se clasificó en cuatro clases de grupos lito-estructurales: roca debilitada tectónicamente representado por rocas ultrabásicas serpentinizadas y rocas básicas; roca con apariencia de suelo con estructura de la roca original representada por la corteza laterítica residual; roca con apariencia de suelo con estructura sedimentaria representada por la corteza laterítica redepositada y materiales granulares representada por los sedimentos aluviales. Factor estructural. Las estructuras seleccionadas para el análisis de este factor fueron las grietas, fallas y diques de gabros. Las grietas fueron medidas en cada afloramiento natural o artificial y en los cauces de los ríos y arroyos presentes en el área del yacimiento. Además de obtener los elementos de yacencia (5200 mediciones), se midieron varios parámetros como abertura, espaciamiento, 45 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral tipo de relleno, consistencia del relleno, continuidad, condiciones hidrogeológicas y característica de la superficie de la grieta. Tabla 3.2. Caracterización de los grupos lito-estructurales del yacimiento Punta Gorda (modificado de Nicholson y Hencher, 1997). Factor litológico Grupos litoestructurales litologías 1 Roca debilitada tectónicamente Rocas ultrabásicas serpentinizadas. Rocas básicas (gabro) 2 Roca con apariencia de suelo con estructura de la roca original Corteza laterítica residual 3 Roca con apariencia de suelo con estructura sedimentaria Corteza laterítica redepositada 4 Materiales granulares Sedimentos aluviales (grava, arena y arcilla) Características Muy susceptibles a la meteorización (amplio desarrollo de cortezas de intemperísmo). Zonas trituradas e intensamente fracturadas con presencia de espejos de fricción y foliación secundaria. Se manifiestan caídas de bloques, vuelcos y roturas en cuña. Se comportan como rocas acuíferas. Susceptibles a procesos de erosión laminar y en cárcavas. El deterioro primario ocurre como lavado superficial y arrastre de granos con flujos de detritos, y deslizamientos como modos secundarios. Los mecanismos secundarios están controlados, principalmente, por la estructura relíctica de la roca original y en menor medida por las propiedades físico-mecánicas de los materiales. Presenta gran capacidad de almacenaje de agua, aunque la trasmiten muy lentamente. Susceptible a procesos de erosión laminar y en cárcavas. Los mecanismos secundarios están controlados por las propiedades físico-mecánicas de los materiales. Presenta gran capacidad de almacenaje de agua, aunque la trasmiten muy lentamente. Son susceptibles a la erosión fluvial. La información de las fallas se obtuvo de varias investigaciones realizadas en el área, reconocimiento de campo, análisis fotogeológico y por procesamiento del modelo digital del terreno (MDT) de superficie y del relieve del substrato rocoso. Este último sirvió para detectar estructuras enmascaradas por los procesos denudativos de superficie. Los diques de gabros o de arcillas formadas a partir de estas rocas, se documentaron en cada afloramiento, midiendo en todos los casos los elementos de yacencia. La información de los elementos de yacencia del agrietamiento y los diques, se utilizó en el análisis de los mecanismos y tipologías de movimientos de masas. La técnica empleada para este análisis fue la proyección estereográfica, que permitió comparar la posición relativa de las familias de grietas del macizo con respecto a la dirección e inclinación de las laderas y taludes. El plano utilizado en el análisis de susceptibilidad, es el resultado de la aplicación de un buffer de 200 m a partir de las disyuntivas con desplazamiento presentes en el área del yacimiento. 46 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Factor hidrogeológico. Para evaluar la influencia de las condiciones hidrogeológicas sobre el desarrollo de deslizamientos se analizaron varias variables como el nivel de aguas subterráneas, la dirección y gradiente de los flujos, y las subpresiones de la corteza laterítica. Para el análisis del nivel de aguas subterráneas se confeccionó el plano de hidroisohipsas del yacimiento Punta Gorda clasificado en 6 clases: 0m, 5m, 10, 15m, 20m y 25m. Este sirvió además para el análisis del gradiente hidráulico y la dirección de los flujos en el acuífero agrietado de las serpentinitas. Un fenómeno muy relacionado con el comportamiento hidráulico del suelo y común en el área de estudio, es el sifonamiento o tubificación, que es la formación de aberturas o conductos debido a la erosión interna del suelo en sentido contrario a la dirección de los flujos de aguas subterráneos. En este proceso juega un papel decisivo el gradiente crítico, definido como el valor máximo del gradiente en un suelo saturado, por encima del cuál se produce sifonamiento (Sowers et al 1976; Penson, 1994). Para un flujo en un suelo la presión neutra y total es: J W �ZW � Z S � 'h � u V J W ZW � JZ S Como en el instante de la agitación del suelo e inicio de la erosión interna ı = u, J W ZW � J W Z S � J W 'h J W ZW � JZ S J W 'h JZ S � J W Z S iC 'h ZS Z S �J � J W � J � JW JW Donde: ı: presión total. u: presión neutra o de poros. ȖW: peso específico del agua. ȖS: peso específico del suelo. Z: potencia del agua La subpresión presente en la corteza laterítica, se determinó a partir de los valores del nivel de afloramiento del agua subterránea y del nivel de estabilización de la misma. Con las coordenadas de los pozos y los valores de presión se generó un plano de isolíneas, dividido en cuatro clases principales: presión nula (0 m), presión baja (2 m), presión alta (4 m) y presión muy alta (> de 6 m). 47 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Factor geotécnico. En la investigación se utilizaron varias propiedades físico-mecánicas de los suelos y rocas, tales como: granulometría, límites de Attemberg, humedad, peso específico, cohesión, fricción interna y porosidad. Una de las aplicaciones de las propiedades antes citadas, fue el cálculo de la colapsabilidad de los horizontes ingeniero-geológicos (Compagnucci et al, 2001), mediante la aplicación de tres métodos: 1. Método de Denisov o Coeficiente de subsidencia. KD eLL e El suelo se considera colapsable si: 0,50 � KD � 0,75 2. Método del Código Soviético de Construcción. KS e � eLL 1� e El suelo se considera colapsable si: S � 60% y KS > -0,1 3. Método de Gibbs o Relación de Colapso. KG HS LL El suelo se considera colapsable si: KG > 1 Donde: eLL: relación de vacíos en el límite líquido. eLL PER �1 PEALL PER: peso específico real. PEALL: peso específico en el límite líquido. PEALL PER u 100 �PER u LL � � 100 HS: contenido de humedad al 100% de saturación. HS 100 e PER S: saturación o humedad natural. S H PER e e: relación de poros. LL: límite líquido. La aplicación de estos métodos de colapsabilidad, permiten profundizar en el conocimiento de los mecanismos de rotura desarrollados en el área de estudio, teniendo en cuenta que 48 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral horizontes ingeniero-geológicos colapsan y cuales no, bajo las condiciones naturales en que se encuentran. Análisis del factor de seguridad. Los métodos de cálculo, para analizar la estabilidad de un talud, se pueden clasificar en dos grandes grupos: métodos de cálculo en deformaciones y los de equilibrio límite. Los primeros consideran las deformaciones del terreno, además de las leyes de la estática. El segundo grupo, se basa exclusivamente en las leyes de la estática para determinar el estado de equilibrio de una masa de terreno potencialmente inestable, sin tener en cuenta las deformaciones del terreno. En los métodos de equilibrio límite, se destacan lo métodos exactos, cuya aplicación proporciona una solución exacta del problema, con la salvedad de las simplificaciones propias del método de cálculo que considera la ausencia de deformaciones y un factor de seguridad constante en toda la superficie de rotura, siendo posible su uso en casos de superficies con geometría sencilla, como la rotura planar y en cuña. El otro grupo son los métodos no exactos, en los casos en que la geometría de la superficie de rotura, no permite obtener una solución exacta del problema, mediante la aplicación de las leyes de la estática. En estos métodos se distinguen, los métodos que consideran el equilibrio global de la masa deslizante y los métodos de dovelas, que consideran a la masa deslizante dividida en una serie de fajas verticales. Justamente estos métodos, son los utilizados en la investigación para el cálculo del factor de seguridad. Los métodos de equilibrio límite, están ampliamente avalados por la práctica. Se conocen sus límites y sus grados de confianza, donde la seguridad del talud, se cuantifica por medio del factor de seguridad, que se define como el cociente entre la resistencia al corte en la superficie de deslizamiento y la resistencia necesaria para mantener el equilibrio estricto de la masa deslizante. Para el análisis de estabilidad de taludes mediante el cálculo del factor de seguridad se empleó el programa STABLE (Purdue University, 1988), que permite obtener soluciones a los problemas de estabilidad de taludes en dos dimensiones, a través del método de las dovelas, mediante una adaptación del método de Bishop simplificado, Jambú y Spenser, que admite el análisis de superficies irregulares, además de las roturas circulares, generadas de forma aleatoria o definidas por el usuario, proporcionando de forma geométrica, las superficies de deslizamiento pésimas, con sus respectivos factores de seguridad. En los métodos de cálculo, 49 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral se supone que la resistencia intrínseca al corte o tensión tangencial máxima, en un punto de la superficie de deslizamiento, sigue la ley lineal de Mohr-Coulomb: W c � V tan M Donde: W: Tensión máxima tangencial, en un punto de la superficie de rotura. V: Tensión normal a la superficie de rotura en un punto considerado. M: Ángulo de fricción interna en la superficie de rotura. c: Cohesión. Además del método anteriormente descrito, se aplicó el cálculo del factor de seguridad para el área del yacimiento adoptándose un modelo de deslizamiento con superficie planar en talud infinito y sin la información del nivel de agua en el talud. En estas condiciones se considera un perfil de alteración típico de meteorización, con substrato rocoso formado por rocas serpentinizadas, una corteza laterítica de baja permeabilidad y en la parte superior un horizonte de mayor permeabilidad. La superficie de rotura se considera en el contacto rocacorteza laterítica, según las observaciones de campo en la región de estudio. Este modelo de rotura es uno de los más usados por investigadores en regiones montañosas tropicales (Terzaghi, 1950; Matos, 1974; Wolle et al., 1978; Dos Santos et al, 2005). De acuerdo al modelo, el factor de seguridad (FS) se obtiene por la ecuación siguiente: FS c � J u cos 2 i u tan M J u Z u cos i u seni Donde: FS: Factor de seguridad. C: Cohesión. J: Peso específico del suelo. M: Ángulo de fricción interna del suelo. Z: Profundidad de la zona de ruptura. i: Pendiente de la ladera o talud. El plano temático, incluido en el análisis de susceptibilidad, es el de tipo de suelo, clasificando, los materiales presentes en el yacimiento a través del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Factor geomorfológico. El elemento geomorfológico utilizado es la pendiente del terreno. El plano se realizó a partir del MDT del relieve actual del yacimiento, en el que se incluyen las áreas modificadas por la actividad minera. Los intervalos de pendiente seleccionados, se tomaron sobre la base de la 50 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral experiencia adquirida sobre este factor en los reconocimientos de campo en el área. De esta forma se presenta un plano clasificado en cuatro clases, 0o-9o (H:5,75:V:1), 10o-19o (5,75:1– 2,75:1), 20o-40o (2,75:1–1,40:1) y mayor de 40o (1,40:1). La influencia de la pendiente sobre el desarrollo de deslizamientos, se determina comparando la cantidad de movimientos y la longitud de los escarpes de los deslizamientos desarrollados por cada clase de pendiente. Factor de uso de suelo. El plano de uso de suelo del yacimiento se confeccionó a partir del Plano Progreso de las Actividades Mineras y confirmado por reconocimiento de campo y un análisis auxiliar de fotografías aéreas. Está dividido en cuatro clases fundamentales: áreas minadas, áreas de depósitos de mineral, áreas reforestadas y áreas de vegetación natural. Se dividen las zonas de vegetaciones naturales y reforestadas por su influencia en la estabilidad de la corteza, mediante mecanismos hidrológicos y mecánicos. Los hidrológicos comprenden la capacidad de infiltración en el suelo, la humedad del suelo, la evapotranspiración, etc., mientras que los mecánicos traducen el aumento de resistencia que proporcionan las raíces y la protección frente a la erosión (Geenway, 1987; Mulder, 1991). La vegetación puede influir de manera beneficiosa o adversa en la estabilidad de las laderas, dependiendo de cómo actúen los mecanismos mencionados (Baeza, 1994). Un ejemplo de ello es que mientras las raíces aumentan la resistencia del suelo, al mismo tiempo favorecen una mayor infiltración del agua de lluvia. Metodología de valoración de la susceptibilidad a la rotura mediante el análisis estadístico. El análisis estadístico está basado en la relación observada entre cada factor condicionante analizado y la distribución espacial o temporal de los deslizamientos. La fortaleza funcional del método aplicado es directamente dependiente de la calidad y cantidad de los datos disponibles para el análisis. La aproximación estadística puede ser aplicada siguiendo diferentes técnicas las cuales difieren en el procedimiento estadístico aplicado (univariado o multivariado) y del tipo de unidad de terreno utilizada. La técnica estadística aplicada en la investigación es el análisis condicional, que aunque es simple conceptualmente, no lo es operacionalmente; intenta evaluar la relación probabilística entre los factores condicionantes relevantes seleccionados y la ocurrencia de deslizamientos en el área del yacimiento Punta Gorda. El basamento teórico parte del teorema de Bayes (Parzen, 1960), conforme al cual los datos de frecuencia, tales como área de deslizamientos o cantidad 51 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral de deslizamientos, pueden ser usados para calcular probabilidades que dependen de la ocurrencia de eventos previos. El análisis condicional, que fue usado por primera vez en la exploración de minerales sólidos e hidrocarburos, puede ser aplicado clasificando el área de estudio en unidades de condiciones únicas (UCU) (Carrara, 1995). La frecuencia de deslizamientos se determina: LF = Área de deslizamientos / Área de UCU Como se mencionó anteriormente, de acuerdo al teorema de Bayes, LF es igual a la probabilidad condicional (P) de ocurrencia de deslizamientos (L) dado por el grupo de factores condicionantes, obteniéndose UCU, es decir: P(L¨UCU) = Área de deslizamientos / Área de UCU Por comparación de las diferentes probabilidades condicionales de los diferentes factores para el área de investigación, con la probabilidad de deslizamiento media para el área total de trabajo (ER), es decir: P(LER) = Área de deslizamientos / Área total ER Es posible clasificar el área de trabajo en zonas de niveles diferentes de susceptibilidad, y más tarde reclasificado en clases apropiadas. Modelo estadístico empleado. A partir de la base teórica del teorema de Bayes, y bajo varias aproximaciones probabilísticas, se seleccionó la siguiente ecuación para la valoración de las clases de los diferentes factores usados en el análisis de susceptibilidad (Almaguer, 2005): Vc ª 1 § Xl X « ¨¨ u ¬« Gl © Yl Y · Xn X ·º ¸¸ � ¦ §¨ u ¸» u 1000 © Yn Y ¹»¼ ¹ Donde: Vc: valor de la clase analizada. Xl: área ocupada por deslizamientos en la clase lito-estructural. Yl: área de la clase del grupo lito-estructural. Gl: área ocupada por cuerpos de gabros en la clase lito-estructural. Xn: área ocupada por deslizamientos en la clase analizada. X: área total ocupada por deslizamientos. Yn: área de la clase analizada. Y: área total de la zona de estudio. 52 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral En la figura 3.1 se muestra la aplicación del análisis condicional en ambiente SIG para la caracterización de los planos temáticos de factores condicionantes y posterior valoración de susceptibilidad. La valoración de todos los factores se realizó en función de la cantidad de área ocupada por deslizamientos en cada clase, sin embargo, en el caso del factor litológico se realizó un análisis adicional, debido a la particularidad que presenta el yacimiento de poseer, además de las litologías aflorantes en superficie, la presencia de cuerpos de gabro, tanto en el substrato como intercalados en la corteza laterítica, de manera que fue preciso incluir la influencia de estos cuerpos en el análisis de susceptibilidad. Una vez valoradas todas clases de los factores analizados, se procedió a la conversión en formato raster con tamaño de celda de 5x5 m [figura 3.2] y la posterior reclasificación de cada plano temático mediante el análisis de cluster, que es una técnica estadística multivariada, que se usa para identificar o clasificar características similares en un grupo de observaciones. De esta forma se determinaron las clases de susceptibilidad para cada factor, para las combinaciones entre estos y para la obtención del plano final de susceptibilidad. Plano temático de factor condicionante Atributos Clases Clase 2 Clase 1 Area (Km2) 1 Y1 2 Y2 3 Y3 Clase 3 Plano inventario de movimientos de masas 2 Clase 1 Clase 2 Clases Area Area ocupada (Km2) por Mov. (Km2) 2 Clase 3 Atributos Movi. 1 Atributos 1 1 Y1 A1 2 Y2 A2 3 Y3 0 Area (Km2) 1 A1 2 A2 Figura 3.1. Procedimientos para la caracterización y combinación de factores condicionantes mediante técnicas SIG, a través del análisis de probabilidad condicional. La metodología aplicada en la investigación, se resume en la figura 3.3 y Anexo II [figura 2.1], donde se presenta la estructura del SIG implementado y el orden lógico de los procedimientos para la obtención del plano final de susceptibilidad. 53 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Plano temático de factores condicionantes. Formato Vectorial RASTERIZACION (5X5 m) Transformación en form ato raster. Tamaño de celda 5x5 m. Plano de suceptibilidad de factores condicionantes. Formato Raster Reclasificación de los planos temáticos a partir del valor de las clases obtenido en el análisis de probabilidad condicional Obtención de los planos de susceptibilidad de cada plano temático Figura 3.2. Proceso de rasterización y reclasificación para la obtención de planos de susceptibilidad de factores condicionantes. METODOLOGIA DE EVALUAC IÓN DE SUSCEPTIBILIDAD Obtención de la información de base Informes y trabajos precedentes Reconocimiento de campo Análisis de fotografías aéreas Caracterización de la zona de estudio: - Litología (grupos lito-estructurales) - Estructura del macizo rocoso (fallas, grietas, diques, foliación) - Geomorfología (pendiente umbral de deslizamiento) - Geotécnia (tipo de suelo, propiedades físico mecánicas, factor de seguridad) - Uso de suelo - Hidrogeología (subpresiones de corteza, permeabilidad) Inventario de deslizamientos. Procesamiento de la información Digitalización de la información de base Implementación del SIG Establecimiento del método estadístico a aplicar para la valoración de los factores Preparación y montaje en el SIG de planos temáticos: - Plano lito-estructural - Plano de buffer de fallas - Plano de pendiente umbral - Plano de tipo de suelo (SUCS) - Plano de uso de suelo - Plano de subpresiones de la corteza - Plano inventario de deslizamientos - Procesamiento e interpretación de datos estructurales. Obtención de diagramas de contorno y planos principales de las diferentes estructuras. - Procesamiento e interpretación de propiedades físico-mecánicas de los suelos. Estadistica bivariable. Método de análisis de probabilidad condicional Determinación de los mecanismos y tipologías de movimientos presentes en el yacimiento Selección del modelo mas adecuado para la evaluación de suceptibilidad Calculo del factor de seguridad Obtención del plano de suscceptibilidad del terreno a la rotura por la ocurrencia de deslizamientos Figura 3.3. Metodología empleada en la evaluación de la susceptibilidad del terreno a la rotura. 54 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Conclusiones. x La metodología empleada en la investigación, parte de criterios de inestabilidad, en los cuales se declaran los factores que inciden en las inestabilidades y las condiciones en las cuales se desarrollan. Esto sirve de punto de partida para el análisis de susceptibilidad. x Los factores que inciden en las inestabilidades, empleados en la valoración de la susceptibilidad son las características lito-estructurales y tectónicas del macizo rocoso, condiciones hidrogeológicas caracterizadas por los niveles de aguas subterráneas, gradientes hidráulicos y las subpresiones de la corteza laterítica, las pendientes del terreno, condiciones geotécnicas y el uso de suelo en el área del yacimiento. x Para valorar la influencia de los factores condicionales sobre el desarrollo de deslizamientos, el método probabilístico de análisis condicional es apropiado debido a la escala de trabajo (1:2 000), las características de la información y el grado de estudio del yacimiento desde el punto de vista ingeniero-geológico e hidrogeológico. 55 �CAPITULO IV �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral CAPITULO IV. EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD DEL TERRENO A LA ROTURA EN EL YACIMIENTO PUNTA GORDA. Introducción. Para evaluar el grado de susceptibilidad del terreno frente a los deslizamientos existen diversas aproximaciones basadas, la mayor parte de ellas, en la determinación de los factores que influyen en la aparición de las roturas. En general, estos factores se combinan para definir los distintos grados de susceptibilidad, expresándose los resultados de forma cartográfica mediante los mapas o planos de susceptibilidad. La clasificación de los métodos empleados para evaluar la susceptibilidad a la rotura de una ladera, así como para la realización de mapas, varían según los autores (Hansen, 1984; Hartlén y Viberg, 1988; Corominas, 1987 y 1992; Van Westen, 1993 y 1994; Carrara et al., 1995; y Leroi, 1996). Aunque existen diversas técnicas de estimación, todas ellas se basan en el principio del actualismo. El principio expresado según Varnes (1984) afirma que “el estudio del pasado y del presente es la clave de lo que puede ocurrir en el futuro”. En referencia a los deslizamientos, significa que las roturas que pueden ocurrir en un futuro, es probable que lo hagan en las mismas condiciones en que ocurrieron los deslizamientos antiguos o actuales. En el presente capitulo nos referiremos a los resultados del análisis de los factores condicionantes y su influencia sobre las inestabilidades, y la aplicación de los métodos estadísticos en la cartografía de susceptibilidad del terreno al desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda. Descripción y cartografía de los deslizamientos. Los primeros trabajos realizados, con vista al análisis de la susceptibilidad del terreno, fueron de reconocimiento del área del yacimiento para ubicar y caracterizar los deslizamientos existentes y crear el plano de inventario de los mismos [figura 4.1]. A continuación se presenta una síntesis de las características de los movimientos registrados: Deslizamiento 1. Ocupa un área de 0,0489 Km2, la dirección del movimiento es hacia el oeste. Tiene longitud máxima de 240 m y ancho de 255 m. La corona del deslizamiento se encuentra en los bloques de explotación N-46 y O-46 y afecta además a los bloques N-45 y O-45. Se desarrolla en corteza laterítica residual. Los materiales desplazados llegan hasta el cause del río Los lirios. El escarpe principal coincide con zona de subpresiones moderadas (2 m) de la corteza laterítica. Se encuentra a 70 m de una falla de dirección noreste-suroeste. 56 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Tipología: presenta un gran componente de deslizamiento planar, con presencia de familia de grietas (228o/40o) en sentido aproximado de la dirección del movimiento. La corona presenta forma triangular por la intersección de dos familias de grietas: 125o/90o y 222o/89o. Deslizamiento 2. Abarca un área de 0,0472 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noroeste. Tiene longitud máxima de 260 m y ancho de 244 m y se encuentra en el bloque P-45. Se desarrolla en corteza laterítica residual. Los materiales desplazados llegan hasta el cause del río Los Lirios. El movimiento ocurrió en zona de subpresiones moderadas (2 m) en la corteza y el escarpe se desarrolla sobre una falla de dirección noreste-suroeste. Tipología: presenta componente de rotura en forma de cuña por la intersección de dos familias de grietas: 222o/89o y 248o/40o. Deslizamiento 3. Abarca un área de 0,0127 Km2 y la dirección de movimientos es hacia el oeste. Tiene longitud máxima de 105 m y ancho máximo de 140 m. Se encuentra en el bloque Q-45. Se desarrolla en corte laterítica residual. Los materiales desplazados llegan hasta el cause del río Los Lirios. Ocurre en zona de subpresiones moderadas de la corteza y el escarpe se encuentra a 100 m de una falla de dirección noreste-suroeste. Tipología: componente de rotura planar por familia de grietas 228o/40o. Deslizamiento 4. Presenta un área de 0,0321 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noroeste. Tiene longitud máxima de 225 m y ancho máximo de 190 m. La corona se encuentra en el límite del bloque R-45 con los bloques R-46 y Q-45 y afecta además el sureste R-45. Se desarrolla en corteza laterítica residual. El borde derecho del escarpe coincide con valores altos de subpresiones (4 m) en la corteza. El escarpe además se encuentra a 90 m de una falla de dirección noreste-suroeste. Tipología: presenta componente de rotura en forma de cuña por la intersección de dos familias de grietas: 222o/89o y 248o/40o. Deslizamiento 5. Abarca un área de 0,0213 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte. Tiene longitud máxima de 190 m y ancho máximo de 170 m. Se encuentra al noroeste del bloque R-46. Se desarrolla en corteza laterítica residual, donde las subpresiones en la misma son altas (4 m). El escarpe se encuentra a 200 m de una falla de dirección noreste-suroeste. Tipología: presenta componente de rotura en forma de cuña por la intersección de dos familias de grietas: 222o/89o y 125o/90o. 57 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Deslizamiento 6. Afecta un área de 0,0126 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el oeste. Tiene longitud máxima de 120 m y ancho máximo de 118 m. Se encuentra en la zona este central del bloque P-49. Se desarrolla en corteza laterítica residual donde las subpresiones son mínimas donde la roca se encuentra a poca profundidad (< 1,5 m). El movimiento esta a 120 m de una falla de dirección norte-sur. Tipología: presenta un gran componente de deslizamiento planar, con presencia de familia de grietas (228o/40o) en sentido aproximado de la dirección del movimiento. El escarpe, presenta forma triangular por la intersección de las familias de grietas: 125o/90o y 222o/89o. Deslizamiento 7. Presenta un área de 0,0182 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte-noreste. Tiene longitud máxima de 180 m y ancho máximo de 130 m. Se encuentra en la zona este central del bloque Q-49. Se desarrolla en corteza laterítica residual de poca potencia donde la roca se encuentra a menos de 1,5 m de profundidad. El escarpe se desarrolló sobre una falla arqueada con dirección del segmento este-oeste y el movimiento coincide con área de presiones mínimas de la corteza. Tipología: rotacional con componente planar, la dirección del movimiento de la masa está controlado por la familia de grietas 61o/47o. Deslizamiento 8. Abarca un área de 0,0128 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noreste. Tiene longitud máxima de 170 m y ancho máximo de 100 m. Se encuentra en la zona este central del bloque Q-50. Se desarrolla en corteza laterítica residual donde las subpresiones son mínimas, sin embargo el escarpe coincide con una falla de dirección noroeste y a 50 m de la intersección de esta con otra de dirección norte-noreste. Hay presencia en el perfil de corteza formada a partir de la descomposición de gabros. Tipología: deslizamiento planar a través de la superficie de la familia de grietas de yacencia 61o/47o. Deslizamiento 9. Abarca un área de 0,0078 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el suroeste. Tiene longitud máxima de 110 m y ancho máximo de 90 m. Se encuentra hacia la zona este central del bloque R-51. Se desarrolla sobre corteza laterítica residual de poca potencia donde la roca se encuentra a menos de 1.5 m de profundidad. Las subpresiones son mínimas en la corteza. El movimiento coincide con una falla de dirección noreste-este. Tipología: rotura planar a través de la superficie de la familia de grietas 248o/40o. 58 �Tesis Doctoral Figura 4.1. Plano inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (escala original 1:2 000). Y. Almaguer Carmenates 59 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Deslizamiento 10. Presenta un área de 0,020 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el sur-sureste. Tiene longitud máxima de 200 m y ancho máximo de 140 m. Se encuentra hacia la zona este central del bloque Q-52. Se desarrolla sobre corteza laterítica residual donde las subpresiones son mínimas. El escarpe se desarrolla sobre una falla de dirección noroeste-sureste y el extremo izquierdo sigue el rumbo de una falla de dirección sur-suroeste. Tipología: rotacional. No se manifiesta ninguna otra componente por la intensa trituración. Deslizamiento 11. Abarca un área de 0,0088 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte. Tiene longitud máxima de 150 m y ancho máximo de 70 m. Se encuentra en el bloque N-49. Se desarrolla en corteza laterítica residual de poca potencia donde la roca se encuentra a menos de 1,5 m de profundidad. El escarpe se desarrolla en zonas límites entre subpresiones mínimas y moderadas (2 m) y se encuentra a 110 m de una falla de dirección noroeste-sureste. Hay presencia de corteza de gabro en la zona afectada por el deslizamiento. Tipología: rotacional con componente en cuña, controlado por la intersección de dos familias de grietas: 222o/89o y 125o/90o confiriéndole forma triangular a la corona. Deslizamiento 12. Presenta un área de 0,0078 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noreste. Tiene longitud máxima de 130 m y ancho máximo de 80 m. Se encuentra en el noroeste del bloque N-50. Se desarrolla en corteza laterítica residual de poca potencia donde el escarpe aparece en zonas límites entre subpresiones mínimas y moderadas (2 m) y coincide con una falla de dirección noroeste. Hay presencia de corteza de gabro. Tipología: rotura planar debido a la presencia de la familia de grietas con yacencia 61o/47o. Deslizamiento 13. Tiene un área de 0,0194 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte-noreste. Presenta longitud máxima de 200 m y ancho máximo de 130 m. Afecta los bloques N-50, N-51, O-50 y O-51. Una pequeña porción se desarrolla sobre corteza laterítica redepositada y el resto sobre corteza residual. Su escarpe se desarrolla en zona de subpresiones altas (4 m) en la corteza. Se encuentra a 90 y 200 metros de distancia de dos fallas de dirección noroeste y noreste respectivamente. Tipología: rotura planar a través de la superficie de la familia de grietas 61o/47o. Presenta un componente de cuña, por el extremo derecho, debido a la presencia de la familia de grietas de yacencia 125o/90o. Deslizamiento 14. Abarca un área de 0,0939 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el este. Presenta longitud máxima de 550 m y ancho máximo de 250 m. Afecta los bloques N-55 y N-56 y el 60 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral borde sur del O-56. Se desarrolla en corteza laterítica residual. El escarpe coincide con áreas de subpresiones máximas en la corteza y con una intersección de dos fallas de direcciones noroeste y noreste. Los materiales desplazados llegan hasta el cause del río Yagrumaje. Tipología: la tipología inicial es una combinación de movimiento planar-cuña, aunque el movimiento final el material experimenta un giro a través de un centroide, propio de movimientos rotacionales. La superficie de rotura es a través de la familia de grietas 61o/47o, sin embargo, la forma triangular de la corona esta condicionada por la conjunción de dos familias de grietas verticales con yacencia 222o/89o y 125o/90o. Deslizamiento 15. Su área es de 0,0345 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noreste. Presenta longitud máxima de 240 m y ancho máximo de 190 m. Afecta el bloque O-56 y el borde sur del P-56. Se desarrolla en corteza laterítica residual. En casi toda su totalidad se desarrolla en zona de subpresiones altas (4 m) de la corteza y coincide con una falla de dirección noreste. Tipología: es una combinación de deslizamiento rotacional-planar, la masa de suelo desplazada, se desliza a través de la superficie de la familia de grieta 61/47. Esta superficie varía el buzamiento, y el conjunto experimenta un giro hasta el final de su trayectoria. Deslizamiento 16. Tiene un área de 0,2384 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el este-noreste. Presenta longitud máxima de 920 m y ancho máximo de 290 m. Afecta los bloques P-53, P-54, P-55, P56, O-53, O-54 y el borde sur de los bloques Q-55 y Q-56. Es el mayor deslizamiento reportado en el yacimiento. Se desarrolla en corteza laterítica residual con intercalaciones de corteza de gabro. Su escarpe principal coincide con zonas de subpresiones moderadas (2 m) de la corteza, sin embargo atraviesa áreas de subpresiones máximas (> 6 m), además, se desarrolla sobre una zona de intersección de fallas con direcciones noreste y noroeste. Tipología: es una gran deslizamiento rotacional, en el cual se manifiesta un componente planar en los escalones principales, por la superficie de la familia de grietas 61o/47o. Deslizamiento 17. Abarca un área de 0,0103 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte. Presenta longitud máxima de 140 m y ancho máximo de 80 m. Se encuentra en los límites de los bloques S-52 y S-53. Se desarrolla en corteza laterítica redepositada donde las subpresiones son mínimas. Se encuentra a 230 metros de una falla de dirección noreste. Tipología: deslizamiento rotacional. 61 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Deslizamiento 18. Presenta un área de 0,0198 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noreste. Presenta longitud máxima de 180 m y ancho máximo de 150 m. Afecta el bloque Q-54. Se desarrolla en corteza laterítica redepositada en zonas límites de subpresiones altas (4 m) y muy altas (> 6m). Se encuentra a 120 m de una falla de dirección noreste. Tipología: deslizamiento rotacional. Deslizamiento 19. Su área es de 0,0249 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el noreste. Presenta longitud máxima de 200 m y ancho máximo de 160 m. Afecta los bloques Q-54, R-54 y el R-55. Se desarrolla en corteza laterítica redepositada con subpresiones altas (4 m) y a una distancia de 200 m de una falla de dirección noreste. Tipología: deslizamiento rotacional. Deslizamiento 20. Abarca un área de 0,0820 Km2 y la dirección del movimiento es hacia el norte-noreste. Presenta longitud máxima de 430 m y ancho máximo de 260 m. Afecta los bloques Q-55, R55 y el R-56. Se desarrolla en corteza laterítica redepositada donde existen subpresiones máximas (> 6 m). El extremo derecho del cuerpo del deslizamiento sigue el rumbo de una falla de dirección noreste. En la zona del escarpe hay intercalaciones de corteza de gabro. Tipología: deslizamiento rotacional. Se reporta un total de 20 deslizamientos, ocupando un área total de 0,8668 Km2, lo que representa un 8,84 % del área total de trabajo [figura 4.1 y anexo III (tabla 3.1)]. Clasificación de los deslizamientos. Los movimientos de laderas y taludes, desarrollados en el área del yacimiento, son fenómenos asociados al mecanismo de rotura de la corteza laterítica y al tipo de desplazamiento de los volúmenes de materiales o de sus partes móviles unidas entre sí, que componen el cuerpo de los movimientos. El conocimiento del mecanismo de las roturas, permiten entender la física del proceso, revelar los esquemas de calculo mas reales y elegir las medidas ingenieriles que permitan debilitar los esfuerzos de dislocación y/o aumentar la resistencia de las rocas. Así, para revelar el mecanismo de los deslizamientos que tienen lugar en el yacimiento Punta Gorda fue necesario un estudio detallado de la estructura y las propiedades físicas y mecánicas de las rocas y suelos y la dinámica de los movimientos. Para realizar la descripción de los movimientos y las definiciones de los distintos mecanismos, se ha tomado como base los trabajos propuestos por Varnes (1978), Lontadze (1982), Hutchinson (1988), WP/WLI (1993), y Cruden y Varnes (1996). 62 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Mecanismos y tipologías de fenómenos gravitacionales en laderas y taludes en el yacimiento Punta Gorda (Almaguer, 2002; Almaguer et al, 2005, 2005a, 2005b): 1. Mecanismos relacionados con caída libre de la roca. x Desprendimientos de rocas. En el yacimiento los fenómenos de desprendimientos de rocas lo podemos dividir en dos tipos: los desprendimientos propiamente dichos y los derrumbes. Estos mecanismos representan un movimiento de ruptura y caída sorpresiva desde taludes, desmontes y laderas abruptas, localizados fundamentalmente en las vertientes de los valles de los ríos Los Lirios y Yagrumaje. En ocasiones en laderas formadas por rocas serpentinizadas, intensamente agrietadas, tiene lugar los fenómenos de derrumbes asociados con la alteración del material rocoso. x Vuelcos. Estos mecanismos tienen lugar en aquellas laderas o cortes de masas de rocas serpentinizadas que generan un eje situado por debajo del centro de gravedad. La fuerza inestabilizadora es la gravedad o también por las accionas hidrodinámicas e hidrostáticas en las grietas. La parte movida se desplaza haciendo un giro o inclinando el movimiento de arriba hacia fuera. El apoyo de las aristas inferiores de deshace, y el mecanismo de desplome es combinado con un movimiento vertical de colapso. Estos movimientos en el yacimiento se observan en laderas compuestas por rocas serpentinizadas, en las cuales existen sistemas de grietas paralelas a la ladera o talud a través de las cuales se infiltran las aguas superficiales rompiendo el equilibrio del sistema. Además, se ha reportado este tipo de movimiento en las cortezas lateríticas residuales y redepositadas en las cuales se manifiesta agrietamiento relíctico o tensional el cuál realiza la misma función que en la roca [anexo III (foto 1)]. 2. Deslizamientos a través de una superficie de fallo definida: se manifiestan ladera abajo de una masa de suelo o roca y tiene lugar a través de una o más superficies de rotura o zonas relativamente delgadas con intensa deformación de cizalla. x Deslizamientos traslacionales. Se le llama deslizamiento traslacional o planar a aquellos que se producen a través de una única superficie plana u ondulada. En el área de estudio se manifiestan en la roca serpentinizada cuando existe una familia de grietas dominante y orientada aproximadamente en el mismo sentido del talud o ladera, a veces estas discontinuidades se relacionan con fallas de sobrecorrimiento de escamas tectónicas en la cual se manifiesta un intenso cizallamiento con espesores mayores de 1m. Este tipo de movimiento también se produce en las cortezas lateríticas residuales o redepositadas, en las cuales la superficie de deslizamiento se encuentra en el contacto roca/suelo, donde el material presenta menos resistencia y a través del cual se mueven las aguas subterráneas [figura 4.2]. Las condiciones determinadas por Hoek y Bray 63 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral (1977) para la ocurrencia de este tipo de rotura se ponen de manifiesto en el yacimiento: - los rumbos del plano del talud o ladera y del plano de deslizamiento son paralelos o casi paralelos, formando entre sí un ángulo máximo de 20 grados. - los límites laterales de la masa deslizante producen una resistencia al deslizamiento despreciable. Figura 4.2. Deslizamiento traslacional desarrollado en corteza laterítica. Carretera Moa– Holguín. (Almaguer, 2002). Figura 4.3. Deslizamiento rotacional desarrollado en corteza laterítica. Carretera Moa– Holguín. (Almaguer, 2002). x Deslizamientos a través de una superficie circular. Los materiales de suelo laterítico se desplazan a través de una superficie de rotura curvilínea o cóncava. Generalmente la masa desplazada se divide en bloques o escalones los cuales experimenta un giro según un eje situado por encima del centro de gravedad de esta. El material de la cabecera de los escalones se inclinan contra la ladera, 64 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral generando depresiones paralelas a la corona del talud o ladera y a través de la cuál se infiltran las aguas superficiales y pueden lograr reactivaciones. Como generalmente hay presencia de agua en estos tipos de movimientos en cortezas lateríticas, la parte frontal del cuerpo del deslizamiento evoluciona como una colada de suelo. En algunos casos este tipo de movimiento se desarrolla en laderas compuestas por roca serpentinizada, en la cuál el espaciado de las grietas es tan pequeño que le confiere un comportamiento tipo suelo [figura 4.3]. x Deslizamientos en cuña. Se llama rotura por cuña a aquella producida a través de dos discontinuidades dispuestas oblicuamente a la superficie del talud o ladera, con la línea de intersección de ambas aflorando en la superficie del mismo y buzando en sentido desfavorable. Este tipo de rotura en el caso del yacimiento, se origina en el macizo rocoso serpentinizado en los lugares que se da la disposición adecuada, en orientación y buzamiento de las discontinuidades, sin embargo, por la existencia de cortezas lateríticas residuales en las cuales se conservan en la mayoría de los horizontes del perfil de meteorización la estructura de la roca este tipo de movimiento se desarrolla igualmente en la corteza [figura 4.4]. Figura 4.4. Deslizamiento en cuña desarrollado en corteza laterítca residual. Yacimiento Punta Gorda. (Cortesía de la subdirección de minas de la empresa Ernesto Guevara). x Deslizamientos combinados. En este tipo de movimiento se conjugan normalmente dos mecanismos; en el caso de las cortezas lateríticas en el área del yacimiento se pueden combinar movimientos traslacionales y vuelco, rotacionales y traslacional, rotacional y flujos de tierras. Siempre el primer mecanismo predomina sobre el segundo. 2. Movimientos de masas de manera desorganizada (movimientos de flujos). Se definen como movimientos continuos desde el punto de vista espacial; las superficies de cizallas 65 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral tienen corta duración y generalmente no se conservan. La masa movida no conserva su forma en el movimiento descendente, tomando formas lobuladas cuando se desarrollan en materiales finos y cohesivos y dispersándose cuando se manifiestan en materiales de granulometrías más gruesas. x Coladas de tierra. De definen como deformación plástica, lenta y no necesariamente húmeda, de tierra o rocas blandas en laderas de inclinación moderada. En las cortezas lateríticas se forman depósitos elongados, en forma de lengua en la parte frontal (pie), generando un relieve positivo sobre la superficie del terreno [anexo III (foto 2 y 3)]. x Corrientes de derrubios. Se definen como movimientos rápidos de material detrítico con predominio de fracciones gruesas (arenas, gravas, bloques). En el área del yacimiento se reportan en vaguadas u hondonadas del terreno en las laderas de los cauces de los ríos Los Lirios y Yagrumaje. Por la falta de cohesión, típico de la masa removida, los depósitos se dispersan en los pies de los taludes y laderas [anexo III (foto 4)]. Descripción de los factores que intervienen en el surgimiento de inestabilidades. Para el análisis de la susceptibilidad del terreno frente al desarrollo de deslizamientos se utilizaron como factores condicionantes la litología, las condiciones tectónicas, las condiciones hidrogeológicas, el uso de suelo, la geomorfología y las condiciones geotécnicas de los suelos. Relación de las características litológicas con el desarrollo de deslizamientos. Para el análisis litológico, el área de estudio se dividió en cuatro grupos lito-estructurales principales, los cuales por orden de predominio son: roca con apariencia de suelo con estructura de la roca original (lateritas residuales: 48,7 %), roca debilitada tectónicamente (rocas ultrabásicas serpentinizadas: 26,8 %), roca con apariencia de suelo con estructura sedimentaria (lateritas redepositadas: 15,6 %) y materiales granulares (sedimentos aluviales: 8,8 %) [anexo III (figura 3.1)]. Del análisis realizado de cada una de las litologías, y la comparación del plano correspondiente con el inventario de deslizamientos [anexo III (figura 3.2) y tabla 4.1], las mas afectadas son las lateritas residuales (0,456 Km2) lo que representa un 52,7 % del área total ocupada por deslizamientos, en segundo lugar las rocas serpentinizadas (0,21 Km2) y las lateritas redepositadas (0,18 Km2) lo que representa un 24,7 y 21,7 % respectivamente. 66 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Influencia de las condiciones estructurales del macizo sobre el desarrollo de deslizamientos. Influencia del agrietamiento del macizo rocoso serpentinizado. Como se ha descrito anteriormente, el agrietamiento juega un papel decisivo en el desarrollo de los movimientos en el yacimiento Punta Gorda, influyendo sobre todo, en los mecanismos y tipologías de las roturas. A continuación se muestran dos ejemplos de tipologías de movimientos condicionados por la posición relativa de las familias de grietas y la dirección de los taludes o laderas. Como base, se toma el plano de direcciones de agrietamiento confeccionado con las mediciones de elementos de yacencia tomadas en los bloques de explotación con afloramientos del substrato rocoso [anexo III (figura 3.3)]. Tabla 4.1. Caracterización de los grupos lito-estructurales en relación al desarrollo de deslizamientos. Grupo lito-estructural Litologías Serpentinitas Roca debilitada tectónicamente de cause Serpentinitas lixiviadas Roca con apariencia de suelo con estructura relíctica de la roca original Roca con apariencia de suelo con estructura sedimentaria Materiales granulares Lateritas residuales Lateritas redepositadas Sedimentos aluviales Área % de área (Km2) total Área ocupada por cuerpos de gabro % del área total ocupada por cuerpos de gabro % del área Área ocupada total por ocupada por deslizamientos deslizamien tos 1,8031 20,6068 0,0079 5,4861 0 0 0,5319 6,0861 0,0314 21,8055 0,2147 24,77 4,2700 48,7270 0,0635 44,0972 0,4568 52,70 1,3720 15,6560 0 0 0,1888 21,78 0,7700 8,7860 0 0 0,0065 0,75 Caso 1. Deslizamiento número 1. Tipología: deslizamiento planar. Situación estructural: presencia de dos familias de grietas con yacencia 248o/40o y 225o/2o [figura 4.5]. La familia 1, sirve de superficie de debilidad, para la formación de la grieta de tracción en la corona del movimiento. La familia 2 actúa como plano de deslizamiento, teniendo en cuenta su dirección y que las aguas subterráneas pueden moverse a través de ella, en la misma dirección de la ladera (hacia el oeste) [figura 4.6]. 67 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral EQUALA NGLE CASO 1 LOWER HEMISPHERE N MAJOR PLANES ORIENTATIONS # DIP/DIR. T alu d 1 5 7 Talud 02/ 236 40/ 248 20/ 270 5 7 1 7 W E 5 1 Direc ción del movimiento a través de la superficie de las dos familias de gri etas S 7 7 D ESLIZAMIEN TO 1 Poles Pl otted Dat a Entries Figura 4.5. Diagrama de planos principales de grietas y ladera. Análisis tipológico de movimientos en el caso de estudio 1. Superficie de la familia 1 (248/40) Superficie de la familia 2 (225/2) Grieta de tracción Dirección del movimiento Figura 4.6. Representación gráfica del movimiento planar. Posición relativa de las familias de grietas y la ladera. Caso 2. Deslizamiento 4. Tipología: rotura en forma de cuña. Situación estructural: presencia de dos familias de grietas con yacencia 248o/40o y 222o/89o [figura 4.7]. La intersección de las superficies de las dos familias, y la posición relativa de estas con el plano del talud o laderas, forman una cuña con dirección de movimiento es hacia el oeste [figura 4.8]. 68 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral E Q UA L A NG L E C AS O 2 L OW E R H E M IS P HE RE Di re cci ó n de l mo v imi ento d e la cuñ a N T a lu d T al ud 2 M AJO R P L ANE S OR IE N T AT IO NS 3 # DIP / DI R. 1 2 3 40 / 24 8 89 / 22 2 25 / 31 4 1 W E 2 3 1 S D E S L IZ AM IE N T O 4 7 Po les Plo tted 7 Data E n t rie s Figura 4.7. Diagrama de planos principales de grietas y ladera. Análisis tipológico de movimientos en el caso de estudio 2. L ín ea de i nt ersec ci ón d e l as dos sup erfic ies de g riet as Cuñ a fo rmada po r la pos ici ó n re la ti va de l a l adera o el ta lu d y la s d os fami li as de g riet as Ta lu d o la de ra Di rec ci ón del m ovi mi ent o Figura 4.8. Representación gráfica de la rotura por cuña. Posición relativa de las familias de grietas y la ladera. Influencia de las fallas sobre los deslizamientos. Este tipo de estructura se analizó a dos niveles, mesoestructural (afloramientos) y macroestrutural. A nivel de afloramiento, se midieron un total de 34 elementos de yacencia de las superficies de cada estructura en 7 bloques de explotación. Los resultados se muestran en el anexo III [figura 3.4], y confirman el resultado obtenido a nivel macroestructural. Existen direcciones predominantes: en cuatro bloques hay predominio de la dirección norte-sur (O-48, O-49, L-48 y M-48), la dirección noroeste aparece en los bloques O-47, N-47, M-47, M-48 y L-48. La dirección noreste solo se reporta en los bloques L-48 y M-48 y la este-oeste en el bloque O-49. 69 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Tabla 4.2. Caracterización de las clases de distancia a fallas en relación al desarrollo de deslizamientos. Clases de distancia a las 2 Área (Km ) fallas % del área Área ocupada por total deslizamientos % del área total ocupada por deslizamientos 200 7,1103 81,4159 0,6983 80,56 400 1,6230 18,5840 0,1585 18,29 Para analizar la influencia de la tectónica sobre la susceptibilidad del terreno mediante el SIG, se aplicó un buffer a partir de las estructuras principales del plano tectónico, a dos intervalos de 200 m de distancia (200 y 400 m) [anexo III (figura 3.5)], para comparar la cantidad de deslizamientos presente en cada intervalo [anexo III (figura 3.6)]. En la tabla 4.2, se presenta el resumen de los resultados del análisis. El intervalo de 200 m, ocupa un área de 7,1103 Km2, lo que representa el 81,4159 % del área total. Existen 0,6983 Km2 ocupados por deslizamientos, 80,56 % del área total ocupada por movimientos de masas. Esto significa que este primer intervalo es una distancia crítica para el desarrollo de deslizamientos, debido a la intensa trituración y debilitamiento del macizo rocoso, acumulación de humedad, mayor intensidad del proceso de meteorización y por constituir zonas de mayor permeabilidad, a través de las cuales, se infiltran las aguas superficiales y subterráneas. A medida que aumenta la distancia, como se aprecia en el intervalo de 400 m, disminuye la influencia de la tectónica sobre los movimientos. Se reporta 0,1585 Km2 ocupados por deslizamientos, lo que representa el 18,29 % del área total de deslizamientos. Estudio de los diques de gabros presentes en la corteza laterítica. Este tipo de estructura, muy típica en el yacimiento Punta Gorda, aparece intercalada en la corteza laterítica y constituye, por sus propiedades físico-mecánicas e hidrogeológicas, un factor condicionante de las inestabilidades de taludes y laderas. Esta influencia negativa se incrementa cuando la yacencia de los planos de estos diques, coincide o se aproxima a la dirección de las laderas, convirtiéndose de este modo, en superficies de resbalamiento a través de las cuales se desplazan los materiales. En el anexo III [figura 3.7], se muestra el resultado de las mediciones ejecutadas en los bloques de explotación. Existen varios diques buzando hacia el noroeste en los bloques L-46, N-50, O-47, O-49, P-47, Q-50 y R-49. Con buzamientos hacia el este se encuentran en los bloques M-48, N-47 y O-49 y buzamientos hacia el sur-suroeste aparecen en los bloques N-49, P-47, S-49, S-51, S-52 y T-50. En los bloques N-47, N-49, N-50 y Q-50 aparecen buzamientos hacia el sureste. 70 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Otra forma de análisis de estos cuerpos, se realizó mediante la caracterización de los cuerpos de gabros presentes en el substrato rocoso [anexo III (figura 3.8)]. Se observan concentraciones de estos cuerpos hacia el este, sur y centro-oeste. El área total ocupada por gabro es de 0,1440 Km2, 1,64 % del área total de trabajo. Relación de las condiciones hidrogeológicas con el desarrollo de deslizamientos. Influencia del nivel freático sobre el desarrollo de deslizamientos. En análisis se realiza a partir del plano de hidroisohipsas [anexo III (figura 3.9)], clasificado en 6 clases: 0m, 5m, 10m, 15m, 20, y 25m. Los niveles más bajos se distribuyen hacia el norte, sur, este y oeste del área. Los niveles de 5m están distribuidos en región central de área, con cierta alineación noreste-suroeste. Los niveles de 10m aparecen hacia el este y oeste. Los restantes niveles por encima de 15m solamente aparecen hacia el este y sureste del yacimiento. Comparando el plano del nivel freático con el inventario de deslizamientos [tabla 4.3] da como resultado que en los niveles mínimos (0m) y máximos (25m) no se reportan movimientos. En los 5m y 20m se desarrollan el 9,4% y 9,3% respectivamente, en los 15m el 23,3% y en el nivel 10m se reporta el mayor porcentaje de área ocupada por deslizamientos, 57,9%. Tabla 4.3. Caracterización del plano de hidroisohipsas en relación al desarrollo de deslizamientos. Nivel freático (m) Área (Km2) % del área total Área ocupada por deslizamientos 0 5 10 15 20 25 1,2083 3,2083 2,8783 1,1283 0,2883 0,0383 13,80 36,66 32,89 12,89 3,29 0,44 0 0,0819 0,5019 0,2019 0,0809 0 % del área total ocupada por deslizamientos 0 9,45 57,90 23,29 9,33 0 Análisis del gradiente crítico y del proceso de sifonamiento. Influencia sobre las inestabilidades. El estudio del gradiente crítico se realizó para cada horizonte ingeniero-geológico utilizando finalmente el valor medio para compararlo con el gradiente hidráulico obtenido mediante el plano de hidroisohipsas. El valor del gradiente crítico para el horizonte serpentinitas lixiviadas es de 0,4071, para el horizonte de ocres estructurales de 0,7640 y para los ocres inestructurales con perdigones de 1,0290. El valor de cálculo es de 0,7546, o sea la media de los anteriores. De esta forma se ha obtenido un plano donde se señala las áreas de posible 71 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral desarrollo de procesos de sifonamiento en la corteza clasificados en dos grados o clases de alta y media susceptibilidad [anexo III (figura 3.10)]. De acuerdo al plano correspondiente [anexo III (figura 3.11)] se observa que el área de susceptibilidad alta, frente a sifonamiento, se ubica al este y en menor medida al sur del yacimiento, en la cual se han desarrollado los mayores movimientos. Las zonas de media susceptibilidad se distribuyan al este, sur y noroeste, estos dos últimos con menor desarrollo. Influencia de las presiones de la corteza laterítica sobre los deslizamientos. Para el análisis de la influencia de las condiciones hidrogeológicas sobre el desarrollo de los deslizamientos se confeccionó un plano de subpresiones de la corteza laterítica [anexo III (figura 3.12)], a partir de los datos de la profundidad de alumbramiento del agua subterránea y del nivel de estabilización de las mismas, medidos en 43 calas perforadas en la zona de estudio. Las presiones nulas, se distribuyen en la parte central del yacimiento, relacionadas con las zonas minadas. Los valores de presiones de 2 metros, hacia el oeste, norte central y en una banda alargada de dirección noreste-suroeste, en la región sur y sureste del área. Estas presiones, en las zonas límites entre valores altos y mínimos, influyen sobre las inestabilidades, erosionando los pies de los taludes y laderas, al moverse las aguas subterráneas, hacia las zonas de menor presión. Tabla 4.4. Caracterización del plano de subpresiones de la corteza laterítica en relación al desarrollo de deslizamientos. Clases de Subpresiones Descripción (m) Área % del área (Km2) total Área ocupada % del área total por ocupada por deslizamientos deslizamientos 0 Nula 5,4516 62,304 0,2538 29,280 2 Baja 2,2136 25,298 0,2265 26,130 4 Alta 0,8704 9,947 0,2337 26,961 Muy alta 0,2144 2,450 0,1528 17,628 t6 44,589 En la tabla 4.4 se muestran los resultados del análisis conjunto entre el plano de subpresiones y el inventario de deslizamientos [anexo III, (figura 3.13)]. La clase de presiones nulas (0 m), que ocupa el 62,304 % del área total de trabajo, presenta un total de 0,2538 Km2 ocupados por deslizamientos, lo que representa el 29,28 % del área total de deslizamientos, el mayor porcentaje entre todas las clases, sin embargo, los deslizamientos desarrollados son los de menor tamaño. La clase de 2 m de presión, representa el 25,298 % del área total, y en ella se desarrollan el 26,130 % del área total ocupada por deslizamientos. Estos deslizamientos, de mediano tamaño, se ubican fundamentalmente hacia la zona oeste del yacimiento. En las 72 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral clases 4 m y t 6 m, que representan tan solo el 12,39% del área total, se desarrollan el 44,589% del área total ocupada por deslizamientos, además de poseer los mayores movimientos desarrollados, que se encuentran hacia el este del yacimiento. Análisis del factor geomorfológico. El elemento geomorfológico utilizado en el análisis de susceptibilidad es la pendiente del terreno actual del yacimiento Punta Gorda. Las clases utilizadas en el análisis, se tomaron en base a las pendientes medidas en los trabajos de reconocimiento en el área de trabajo. El plano, muestra los rangos de pendientes umbrales de deslizamiento con cuatro intervalos: 0o9o, 10o-19o, 20o-39o y >40o [anexo III (figura 3.14)]. Como se muestra en el anexo III [figura 3.15] y la tabla 4.5, la clase en la cuál se desarrollan más movimientos es entre 10o y 190, un total de 8, lo que representa el 40% del total. Le continúa la clase entre 0o y 9o, con un 35% del total. En las dos clases, se desarrollan el 75% de todos los deslizamientos inventariados, dentro de los cuales, se encuentran los de mayor extensión ocurridos en las áreas no afectadas por la actividad minera. Esto contradice lo que se pensaba hasta el momento, sobre la influencia de las grandes pendientes sobre el desarrollo de deslizamientos. No obstante, un 20% de los deslizamientos, se desarrollan en áreas de pendientes mayores de 40o, formadas por la modificación del terreno por la actividad minera, pero son los movimientos de menor extensión areal. Tabla 4.5 Caracterización del plano de pendiente umbral en relación al desarrollo de deslizamientos. Clases de pendientes Descripción umbrales 0o – 9o Área 2 (Km ) Baja 3,72 10o – 19o Media 3,83 20o – 39o Alta 1,12 Muy alta 0,08 t 40 o No. Deslizamiento 4, 5, 6, 9, 15, % de la cantidad Longitud total total de ocupada por escarpes deslizamientos (m) % de la longitud total de escarpes 35 770 28.20 40 1450 53.11 10 5 130 4,76 7, 8, 11, 12 20 380 13,91 17, 18 1, 2, 3, 13, 14, 16, 19, 20 73 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Análisis de las condiciones ingeniero-geológicas de la corteza laterítica. Comportamiento de las propiedades físico-mecánicas en la corteza laterítica. Para el análisis de la corteza laterítica desde el punto de vista geotécnico, fue necesario establecer el estado físico de los diferentes horizontes ingeniero-geológicos, así como su comportamiento mecánico. Del análisis de estas propiedades, se realizó un estudio de su comportamiento en los diferentes niveles de la corteza laterítica, y la determinación de cuatro horizontes ingeniero-geológicos (De Miguel et al, 1998; Almaguer et al, 2001; Blanco et al, 2004), los cuales se describen a continuación de abajo hacia arriba: Horizonte 1. Roca serpentinizada: La litología predominante es la peridotita más o menos serpentinizada (RMA) (Capítulo II). Además de esta litología, en el substrato rocoso se presentan bloques de gabros distribuidos en casi todo el yacimiento. Las propiedades físicomecánicas de las peridotitas serpentinizadas son: densidad 2,77 g/cm3, humedad 0,55%, porosidad 2,8% y resistencia a la compresión de 289,4 Kg/cm2. Horizonte 2. Arena limo-gravosa con arcilla (SM): Corresponde al horizonte de Serpentinita Lixiviada (RML), eluvio de las serpentinitas o rocas de la base. Constituyen una arena limogravosa con arcilla, en partes es un limo arcilloso con arena. Es talcosa al tacto, con fragmentos angulosos de la roca original de diámetros variables. El color es verdoso y la plasticidad es alta. Se clasifica según el SUCS como SM (arena limosa). Los valores promedios de su granulometría son: Grava 36 %, Arena 37 %, Limo 18 %, Arcilla 9 %, Coloide 6 %. El peso específico relativo de los sólidos es de 27,4. La plasticidad es alta, con Límite Líquido 63 %, Límite Plástico 37 % e Índice de Plasticidad 26 %. Las condiciones naturales por encima de la zona saturada se presentan con humedad 78.4 %, peso específico húmedo y seco 13,8 kN/m3 y 7,7 kN/m3 respectivamente, condicionando la saturación al 83%. Las condiciones naturales en la zona saturada presenta humedad 85,3 % y pesos específico húmedo y seco son 15,5 kN/m3 y 8,4 kN/m3 respectivamente. Horizonte 3. Limo arcilloso de alta plasticidad (MH): este horizonte ingeniero geológico está constituida por tres subcapas (3c, 3b y 3a), que se corresponden con las capas geólogogenéticas: ocre inestructural sin perdigones (OI), ocre estructural final (OEF) y ocre estructural inicial (OEI) respectivamente. Las semejanzas en sus propiedades, permiten agruparlas en una sola capa ingeniero geológica. Está constituido por un limo arcilloso con poca arena, de alta plasticidad, de color carmelita amarillento a verde amarillento con algunas manchas de color negro, verdosas y otras de color rojo, en partes predomina el aspecto abigarrado, y pueden encontrarse fragmentos de serpentinita lixiviada o presentarse la estructura de la roca original. Se clasifica según el SUCS como un MH (limo arcilloso de 74 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral alta plasticidad). Los valores promedios de su granulometría son: Grava 1 %, Arena 10 %, Limo 54 %, Arcilla 34 %, Coloide 21%. El peso específico relativo de los sólidos es de 36,1. La plasticidad es alta, con Límite Líquido 75 %, Límite Plástico 47 % e Índice de Plasticidad 28%. Las condiciones naturales por encima de la zona saturada se presenta con humedad 55,5 %, peso específicos húmedo y seco son 17,3 kN/m3 y 11,4 kN/m3, respectivamente, los que condicionan que estén saturadas con un 88 %. En la zona saturada se presenta con humedad 69 %, pesos específicos húmedo y seco son 17,2 kN/m3 y 10,3 kN/m3, respectivamente. Según el cortante en esquema rápido natural, la cohesión es de 0,034 MPa y el ángulo de fricción interna de 16,5ºo. Por el esquema rápido saturado, la cohesión es de 0,021 MPa y el ángulo de fricción interna de 15oº. Por el cortante en esquema lento saturado la cohesión es de 0,032 MPa y el ángulo de fricción interna de 16,4o. Según el cortante, en esquema rápido natural, la cohesión es de 0,037 MPa y el ángulo de fricción interna de 14,3o. Horizonte 4. Arena gravo-limosa (SM): Corresponde a los ocres inestructurales con perdigones (OICP), formada por una arena limo-gravosa con arcilla. El color es rojo ladrillo oscuro, en partes aparecen manchas amarillas y negras. La fracción areno gravosa, esta constituida fundamentalmente por perdigones de hierro que disminuyen su diámetro y cantidad con la profundidad. La presencia de éstos últimos son los que establecen una diferencia notable, apreciable a simple vista, con el resto de los estratos lateríticos presentes. Se clasifica, según el SUCS, como un SM (arena limosa de baja plasticidad). Los valores promedios de su granulometría son: Grava 31 %, Arena 46 %, Limo 17 %, Arcilla 5 %, Coloide 3 %. El peso específico relativo de los sólidos es de 36,4. De acuerdo a los Límites de Attemberg, la plasticidad se cataloga desde no plástica hasta muy plástica, pero como promedio es de baja plasticidad, con Límite Líquido 42 %, Límite Plástico 30 % e Índice de Plasticidad 12 %. Las condiciones naturales por encima de la zona saturada se presentan con humedad 31,8 %, peso específico húmedo y seco de 20,4 kN/m3 y 15,6 kN/m3 respectivamente. Son los pesos específicos más altos de todos los estratos lateríticos presentes y condicionan que estén saturadas con un 82 %. En la zona saturada, se presenta con humedad 48 %, peso específico húmedo y seco 19,9 kN/m3 y 13,6 kN/m3 respectivamente. En correspondencia con sus pesos específicos y composición granulométrica, entre los suelos presentes, este horizonte posee los valores de resistencia más altos, según el cortante en esquema rápido saturado la cohesión es de 0,031 MPa y el ángulo de fricción interna de 18,3o. 75 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral En la figura 4.9, se muestra el comportamiento de las propiedades físico-mecánicas para cada horizonte ingeniero-geológico, asociado a cada horizonte geólogo-genético [tabla 4.6]. La humedad tiende a disminuir con el grado de alteración de la roca, de valores por encima del 80% en el horizonte 2 hasta alrededor del 50% en la parte superior del corte, esto es debido al gran porciento de minerales arcillosos presentes en la parte inferior del corte, que le confieren a la corteza gran capacidad de almacenaje de agua, y poca permeabilidad, trasmitiéndola muy lentamente, manteniéndose con altas humedades, incluso durante épocas de seca, y que las aguas subterráneas se mueven en el contacto roca-suelo. El peso específico, tiene un comportamiento opuesto a la propiedad anterior, a medida que aumenta el grado de descomposición, aumenta de valores 10 KN/m3 hasta mayores de 20 KN/m3, dado por la concentración de óxidos e hidróxidos de hierro. Tabla 4.6. Horizontes ingeniero-geológicos presentes en el yacimiento Punta Gorda (Guardado y Almaguer, 2001; Blanco et al, 2002; Almaguer et al, 2005a) Horizontes ingeniero geológicos Horizontes geólogo-genéticos Ocre inestructural con perdigones (OICP) 4 3c Ocre inestructural sin perdigones (OI) 3 3b Ocre estructural final (OEF) 3a Ocre estructural inicial (OEI) Tipo de suelo (SUCS) Observaciones SM – Arena gravo-limosa con fracción gruesa constituida por perdigones de óxido de hierro. Plasticidad baja. Color – Rojo ladrillo oscuro. MH- Limo arcilloso de alta Plasticidad. Color- varía desde carmelita amarillento hasta verde amarillento, en partes abigarrado. 2 Serpentinita lixiviada (RML) SM – Arena limo-gravosa con arcilla, con fracción gruesa constituida por fragmentos de serpentinitas. La fracción fina presenta alta plasticidad. Color- verdoso. 1 Roca ultrabásica Serpentinizada (RMA) Roca. A medida que se desciende en el corte aumenta la humedad, disminuyen los pesos específicos naturales y disminuyen las características resistentes. El índice de plasticidad desde los horizontes 2 al 3 se mantiene prácticamente constante con valores aproximadamente entre 27 y 30, solo existe un notable cambio en horizonte 4, suelo residual, donde hay una disminución hasta 12 debido a la disminución del contenido de material arcilloso y aumento de los materiales arenosos. La cohesión y la fricción interna tienden a disminuir en los horizontes inferiores, con un notable aumento en el horizonte 4. Una característica, determinada a partir de los límites de Attemberg, es la consistencia 76 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral relativa, la cuál permite evaluar las condiciones de soporte de los materiales que componen cada horizonte ingeniero-geológico (Penson, 1994). De los resultados se tiene en el horizonte 4, los materiales presentan baja consistencia en estado saturado (Cr = -0,5) donde el porciento de humedad (W = 48%) sobrepasa el límite líquido (LL = 42); en estado no saturado la consistencia adquiere valores mayores (Cr = 0,85). En los horizontes 2 y 3 la consistencia presenta valores positivos pero siempre menores que 1, teniendo para estado saturado valores de 0,21 y no saturado de 0,7. En el horizonte 2 vuelve a disminuir la consistencia tanto en estado saturado (CR = -0,85) como no saturado (Cr = -0,59), manteniéndose los porcientos de humedad por encima del límite líquido de los materiales, siendo esto un elemento a considerar durante la construcción de taludes para laboreos mineros. PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS 25 HORIZONTES INGENIERO-GEOLOGICOS 4 3c 3 3b 50 75 10 15 20 20 25 30 10 20 30 0.015 0.020 0.030 15 20 OICP OIP OI OII OEF OEI 3a 2 SL RML RMA RS 1 Humedad saturada (%) Peso específico húmedo (KN/m3) Indice de poros Indice de plasticidad Cohesión (MPa) A. fricción interna (º) Figura 4.9. Características ingeniero-geológicas del perfil de meteorización en el yacimiento Punta Gorda (Almaguer, 2003; Almaguer et al 2003; Almaguer et al, 2005a). Análisis de la colapsabilidad de los horizontes ingeniero geológicos. Un elemento mas que permite conocer los mecanismos de roturas en los taludes y laderas presentes en el yacimiento, es mediante la colapsabilidad de los diferentes horizontes 77 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral ingeniero-geológicos de la corteza laterítica [tabla 4.7]. De acuerdo a los resultados, el horizonte superior (4) y el inferior (2), clasificados como arenas gravo-limosas y arenas limogravosas respectivamente, colapsan en condiciones naturales. Solo el horizonte intermedio (3), clasificado como limo arcilloso de alta plasticidad es estable. Tabla 4.7. Resultados del análisis de colapsabilidad de los horizontes ingeniero-geológicos (Almaguer, 1998, 2001). Métodos de análisis de colapsabilidad Horizontes ingenierogeológicos Método Método de Denisov Colapsabilidad del Código Soviético de Colapsabilidad Método de Gibbs Colapsabilidad Construcción 4 3 2 KD= 0,51-0,69 KD= 4,32-5,44 KD= 0-54-0,65 Si KS= -0,08-0,34 S= 32,3-47,5 Si KS= No -3,10-(-1,22) No S= 569 Si KS= 1,02-1,33 S= 37,5-48,2 1 No KG= 1,23-1,93 KG= 0,05-0,63 KG= 1,09-1,15 Si No Si No calculado Lo anterior significa, que en la corteza laterítica, los movimientos de masas que ocurren naturalmente pueden manifestarse mediante la rotura del horizonte superior, litogenéticamente relacionado con los OIP y el inferior relacionado con la SL. De esta forma queda totalmente inestable el talud o ladera, y solo faltaría la acción de un factor disparador como el aumento de las presiones intersticiales, un movimiento sísmico, la ubicación de una sobrecarga, o simplemente la acción del factor tiempo, para la generación del movimiento. Para fundamentar una poco más el análisis anterior, se estudió el comportamiento de los estados de consistencia y la humedad de los horizontes lateríticos, porque ninguna otra propiedad, por más compleja que sea, puede decir tanto de los suelos muy finos como estos límites (Pearson, 1994). Estos definen su resistencia al esfuerzo cortante, o sea, la oposición que ofrece la masa de suelo a que se le deforme. En la figura 4.10, se muestra la relación entre el límite líquido, índice de plasticidad y la humedad. La humedad aumenta a medida que descendemos en el corte, existiendo una diferencia de 35% de humedad entre el horizonte 4 y 2. La plasticidad se comporta de manera similar, o sea, los horizontes inferiores son capaces de resistir mayores esfuerzos, debido a su mayor plasticidad. 78 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Analizando el límite líquido y teniendo en cuenta que este se define como el por ciento (%) de humedad a partir del cual un suelo se comporta como un fluido, resulta que en los horizontes 4 y 2, la humedad natural de estos sobrepasan el límite. El caso más crítico es el horizonte 2, donde la humedad sobrepasa en un 22% el límite líquido. Esto indica que, en los taludes y laderas dentro del yacimiento, la base de estos, correspondiente al horizonte de serpentinita lixiviada, y la parte superior de ocres inestructurales con perdigones, son inestables, coincidiendo con los resultados de colapsabilidad. HORIZONTES INGENIERO-GEOLÓGICOS 0 25 50 75 100 % 4 3 2 H: Humedad LL: Límite líquido IP: Indice de plasticidad Figura 4.10. Relación de la humedad, límite líquido y la plasticidad en los horizontes ingeniero-geológicos. Valoración del factor de seguridad por métodos de equilibrio límite. De la aplicación de los métodos descritos en el capítulo II, resultaron 30 corridas o modelaciones para el cálculo del factor de seguridad [Anexo III (tabla 3.2)]. Se utilizaron como variables de cálculo, la potencia de ocres estructurales, la potencia de la serpentinita lixiviada, el nivel de agua y la altura del talud, la carga a que se somete el talud al colocar la excavadora, así como la distancia de posicionamiento de la misma con respecto al borde del talud. El ángulo del talud utilizado fue de 45o (Almaguer, 1998, 2003; Almaguer et al, 2003). Para una mejor comprensión del peso de las variables analizadas sobre el factor de seguridad obtenido, se realizó un análisis estadístico multivariado. La matriz de correlación [tabla 3.9] muestra correlaciones negativas relevantes, entre el factor de seguridad y la potencia de serpentinitas lixiviadas y la altura del talud. Esto significa que a medida que aumenta estas potencias en la corteza laterítica, la estabilidad de los taludes disminuye. Otro resultado relevante es la correlación positiva entre el factor de seguridad y la distancia de la excavadora con respecto al borde de los taludes. Es evidente que, la excavadora con más de 320 ton, 79 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral ubicada a poca distancia, genera un desequilibrio de las fuerzas dentro de la corteza, aumentando las fuerzas motoras y la inestabilidad de los taludes. Aplicando el método de análisis de componentes principales, da como resultado dos grupos que explican en conjunto, el comportamiento de las variables en un 82 %. La primera componente explica el 53,5 %, incluyendo la potencia de las menas lateríticas, la potencia de la serpentinita lixiviada, el nivel de agua y la altura del talud. La segunda componente explica en 28,5 %, incluyendo la posición de la carga, representada por la excavadora, con respecto al borde del talud. Tabla 4.8. Análisis de correlación entre las variables utilizadas en el cálculo del factor de seguridad. Análisis de correlación Potencia de ocres (m) Potencia de ocres (m) 1 Potencia de serpentinitas lixiviadas 0,19115456 (m) Nivel de agua en el talud 0,37311747 Potencia de serpentinitas lixiviadas (m) Nivel de agua en el talud (m) Altura del talud (m) Distancia de la excavadora al borde del talud (m) Factor de seguridad 1 0,41910238 1 0,5519013 0,86722706 0,45856496 1 0,07671008 -0,06762199 -0,02114546 -0,07901558 1 -0,21479256 -0,72302116 -0,44082689 -0,75175159 0,62951096 (m) Altura del talud (m) Distancia de la excavadora al borde del talud (m) Factor de seguridad 1 Análisis del factor de seguridad por el método de rotura planar. Suelos SM (OICP). De los resultados obtenidos en el calculo del factor de seguridad [tabla 4.9], se tiene que para los suelos SM, relacionados con los horizontes de OICP o las lateritas redepositadas, el FS óptimo es para profundidades de superficie de rotura ” 15 metros, con pendientes de 10o. Si la pendiente aumenta a 20o, el factor de seguridad óptimo (1,85) es para profundidades menores de 5 metros. El análisis mediante líneas de tendencia, presenta que el FS, disminuye de manera exponencial, a medida que la pendiente y la profundidad de rotura aumentan [figuras 4.11 y 4.12]. 80 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Tabla 4.9. Factor de seguridad determinado para suelos SM (OICP y lateritas redepositadas). Tipo de suelo SM (OICP, LR) Profundidad de superficie de rotura 10 4,3670 2,1835 1,4557 1,0918 0,8734 5 10 15 20 25 Pendiente de la ladera o talud 20 30 1,8464 1,1582 0,9232 0,5791 0,6155 0,3861 0,4616 0,2896 0,3693 0,2316 40 0,8000 0,4000 0,2667 0,2000 0,1600 FS: estable; FS: medianamente estable; FS: inestable Tipo de suelo: SM y = 2,5353e -0,0557x Factor de Seguridad 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 Pendiente del terreno Figura 4.11. Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos SM. Tipo de suelo: SM Factor de Seguridad y = 2,0457e-0,0786x 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 Profundidad de la superficie de rotura Figura 4.12. Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para los suelos SM. Suelos MH. En los suelos tipo MH, el FS óptimo se mueve en espacio más restringido que en los SM, para profundidades ” 10 metros y pendiente de 10o y para profundidad de 5 metros y pendientes de 20o [tabla 4.10 y figuras 4.13 y 4.14]. Para pendientes de 10o, si se aumenta la profundidad, el FS se considera medianamente estable, al igual que en pendientes de 30o para profundidades de 5 metros de la superficie de rotura. 81 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Tabla 4.10. Factor de seguridad determinado para suelos MH. Tipo de suelo Pendiente de la ladera o talud MH 10 20 30 (OI, OEF, OEI) 5 3,3831 1,6266 1,0208 1,6916 0,8133 0,5104 Profundidad de 10 superficie de 15 1,1277 0,5422 0,3403 rotura 20 0,8458 0,4066 0,2552 25 0,6766 0,3253 0,2042 (FS: estable; FS: medianamente estable; FS: inestable). 40 0,7057 0,3528 0,2352 0,1764 0,1411 Tipo de suelo: MH y = 1,9869e -0,0526x Factor de Seguridad 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 Pendiente del terreno Figura 4.13. Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos MH. Tipo de suelo: MH y = 1,7342e -0,0785x Factor de Seguridad 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 Profundidad de superficie de rotura Figura 4.14. Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para los suelos MH. Suelos SM (RML). El análisis realizado para los suelos SM [tabla 4.11 y figuras 4.15 y 4.16], relacionados con las serpentinitas lixiviadas o alteradas, resulta en FS óptimos mayores de 2.7, en pendientes de 10o y profundidades de hasta 6 metros. Para pendientes de 20o, el FS estable es a profundidades menores de 4 metros. Para las pendientes de 30o y 40o, la estabilidad se da para profundidades de 2 metros. Rabla 4.11. Factor de seguridad determinado para suelos SM (SL). 82 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Pendiente de la ladera o talud Tipo de suelo SM (RML) 10 20 30 8,1310 3,9077 2,4503 Profundidad de 2 superficie de 4 4,0655 1,9539 1,2251 rotura 6 2,7103 1,3026 0,8168 (FS: estable; FS: medianamente estable; FS: inestable). 40 1,6912 0,8456 0,5637 Tipo de suelo: SM (RML) Factor de Seguridad y = 6,8073e-0,0519x 10 8 6 4 2 0 0 10 20 30 40 50 Pendiente del terreno Figura 4.15. Relación entre el FS y la pendiente del terreno para los suelos SM (RML). Tipo de Suelo: SM (RML) Factor de Seguridad y = 5,5964e-0,2755x 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Profundidad de superficie de rotura Figura 4.16. Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura para los suelos SM (RML). Análisis de correlación. Con el objetivo de obtener la relación existente, entre cada variable utilizada en los cálculos y el FS [anexo III (tabla 3.3)], se realizó en análisis de correlación [tabla 4.12]. Los resultados muestran dos elementos importantes a considerar: x Correlación negativa relevante entre el FS y la pendiente del terreno. Esto significa que, a medida que aumenta los valores de pendiente del terreno, disminuyen los valores del FS, y por tanto los taludes y laderas se hacen más inestables. De acuerdo a la curva de tendencia 83 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral [figura 4.17], la pendiente de 13o, se considera la crítica, a partir de la cuál el FS es por debajo de 1,5. x Correlación negativa entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura. Significa un comportamiento similar al anterior, a medida que aumenta la profundidad, disminuye de manera exponencial el FS, aumentando la inestabilidad en los taludes y laderas. La profundidad crítica es mayor de 5 metros, donde el FS disminuye por debajo de 1,5 [figura 4.18]. Factor de Seguridad Tabla 4.12. Análisis de correlación entre las variables de cálculo del Factor de Seguridad con el método de rotura planar para talud infinito. c Ȗ ij Pendiente Potencia FS c 1 0,76067194 1 Ȗ 0,48280177 0,93572186 1 ij 0 1 Pendiente -1,9953E-17 1,9362E-17 1 Potencia 0,58991342 0,50187334 0,35650447 2,5129E-17 -0,48682499 -0,38056656 -0,24887122 -0,51108205 -0,56749994 1 FS 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 y = 6,7098x 0 5 10 15 -0,9593 20 25 30 Profundidad de la superficie de rotura (m) Factor de Seguridad Figura 4.17. Relación entre el FS y la profundidad de la superficie de rotura en el yacimiento Punta Gorda. 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 y = 39,237x 5 10 15 20 25 30 -1,2644 35 40 45 Pendiente del terreno (grados) Figura 4.18. Relación entre el FS y la pendiente del terreno en el yacimiento Punta Gorda. 84 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Clasificación del perfil de meteorización desde el punto de vista ingeniero-geológico. Del análisis de las propiedades físico-mecánicas de los materiales presentes en el yacimiento Punta Gorda, la determinación de los horizontes ingeniero-geológicos y su relación con los horizontes lito-genéticos, además de la determinación de los mecanismos y tipologías de movimientos de masas, se realizó la clasificación del perfil de meteorización desde el punto de vista ingeniero-geológico [anexo III (tabla 3.4)]. La clasificación propuesta, introduce una descripción geotécnica del perfil de meteorización, basada en la información geológica obtenida por la inspección visual y reconocimiento de rasgos típicos de la desintegración física y descomposición química de las rocas en los afloramientos, y en muestras de núcleos de perforación, además, de la información mecánica, física e hidráulica derivada de ensayos de campo y laboratorio, apoyados con observaciones microscópicas (Almaguer et al, 2005a). Un rasgo importante de la clasificación, es que se muestra para cada clase, el mecanismo de rotura asociado a estas. De esta manera, se tienen mecanismos de rotura de manera desorganizada y relacionados con la caída libre de la masa de suelo, en el horizonte más meteorizado (grado IV), sin control estructural sobre los movimientos. En los grados intermedios (II y III), el mecanismo predominante es la rotura a través de una superficie definida, relacionada con las superficies relícticas de grietas y fallas en la corteza residual. Los movimientos predominantes son rotacionales, traslacionales y en cuña, aunque en la mayoría de los casos, los movimientos son combinados (planar-rotacional, cuña-rotacional). En el grado I, se manifiestan los tres mecanismos de rotura. La tipología de los movimientos depende de la posición espacial relativa (yacencia) de las discontinuidades de la roca con respecto a la dirección e inclinación de las laderas o taludes, así como de la intensidad del agrietamiento. En los sitios donde el agrietamiento se manifiesta muy espaciado, se generan movimientos planares o en cuña. Cuando el espaciamiento disminuye, la roca se comporta como el suelo, generándose movimientos rotacionales. Relación de las condiciones geotécnicas con el desarrollo de deslizamientos. Para el análisis de las condiciones geotécnicas del terreno, se confeccionó el plano de tipo de suelo [anexo III (figura 3.16)]. Los limos arcillosos de alta plasticidad (MH), ocupan 4,27 Km2, lo que representa el 48,76% del área total. Se distribuyen hacia el oeste, sur y sureste del yacimiento. Las arenas limosas (SM) ocupan 3,17 Km2, el 36,21% del área. Estas se distribuyen hacia la parte central, norte y noreste del yacimiento. El resto del área ocupada por roca fresca, arenas y gravas, relacionadas espacialmente con los cauces de los ríos presentes en el área [tabla 4.13]. 85 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Tabla 4.13. Caracterización del plano de tipo de suelo en relación al desarrollo de deslizamientos. Clases de tipo de suelo y roca Arena limosa (SM) Limo arcilloso de alta plasticidad (MH) Gravas, arenas y limos (GC) Roca (R)* Área ocupada por % del área total ocupada deslizamientos por deslizamientos 36,21 0,2370 27,34 4,270 48,76 0,4568 52,70 0,770 8,76 0,0065 0,75 0,551 6,26 0,1665 19,21 Área (Km2) % del área total 3,172 * (R) : Simbología seleccionada por el autor. Del análisis de los movimientos de masas [anexo III (figura 3.17)], se tiene que el 52,7% se desarrolla en los limos arcillosos de alta plasticidad. En las áreas ocupadas por las arenas limosas, los deslizamientos ocupan el 27,34% del área total de movimientos. El 19,2% afecta las áreas ocupadas por roca serpentinizada y el 0,75 a las gravas y arenas. Estas últimas se relacionan con los materiales arrastrados en los frentes de los movimientos. Relación del uso actual del suelo con el desarrollo de deslizamientos. Haciendo un análisis del uso del suelo en el área de trabajo, se tienen 5 clases fundamentales [anexo III (figura 3.18) y tabla 4.14]: zonas de vegetación natural (4,74 Km2), distribuida en la periferia del yacimiento, predominando hacia el este; áreas reforestadas (1,94 Km2) y áreas minadas (1,62 Km2), distribuidas en la parte interna del área; zonas de depósitos de mineral (0,28 Km2) y red vial (0,16 Km2). De acuerdo al desarrollo de deslizamientos [anexo III (figura 3.19)], el uso de suelo mas afectado es la zona cubierta con vegetación natural, afectada por 0,65 Km2 de área ocupada por movimientos de masas, lo cual representa el 75 % del área total de deslizamientos inventariada, esto da una medida de la inestabilidad que presenta el terreno debido a sus propias condiciones naturales. En segundo lugar se tienen las áreas minadas, en las que existe 0,11 Km2 de área ocupada por deslizamientos (13,34%) y las zonas reforestadas con 0,09 Km2. En las áreas ocupadas por la red vial y los depósitos de mineral no se reportan deslizamientos. Tabla 4.14. Caracterización del plano de uso de suelo en relación al desarrollo de deslizamientos. Clases de Uso del suelo 2 Área (Km ) % del área Área ocupada por total deslizamientos % del área total ocupada por deslizamientos 86 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Áreas minadas 1,6181 18,5027 0,1158 13,34 Áreas reforestadas 1,9430 22,2179 0,0978 11,28 Caminos mineros 0,1613 1,8444 0,0000 0,00 Depósitos de mineral 0,2766 3,1628 0,0000 0,00 Vegetación natural 4,7462 54,2720 0,6530 75,33 Valoración y reclasificación de los planos de factores condicionantes. Valoración de los factores condicionantes. Una vez analizados todos los factores condicionantes de los deslizamientos en el área de estudio, se procedió a la valoración de los mismos en función de las áreas de cada clase y del área ocupada por deslizamientos en las mismas. Los resultados se muestran en la tabla 4.15. Tabla 4.15. Valoración de los factores condicionantes de las inestabilidades en el yacimiento Punta Gorda. Factores utilizados en el análisis de susceptibilidad Grupos lito-estructurales Litologías Clase Serpentinita lixiviada Serpentinita de cause Lateritas residuales Lateritas redepositadas Sedimentos aluviales Valor Tectónica Hidrogeología Geomorfología Distancias a Subpresiones Pendiente fallas (buffer) en la corteza umbral Clase Valor Clase Valor Clase Valor Geotecnia Uso de suelo Tipo de suelo Clases de uso de suelo Clase Valor Áreas 21,72 200 m 17,91 0m 8,49 0-9 o 211,21 SM 13,63 minadas Áreas 1,14 reforestadas 2m 193,4 10-19o 386,31 MH 19,51 25,11 4m 48,97 20-39o 118,43 GC 1,54 1,54 t6m 130,0 R 2,15 19,52 Clase 400 m 16,02 >40o 4846,9 Caminos mineros Depósitos de mineral Vegetación natural Valor 13,05 9,18 0 0 25,10 En relación a las litologías, las áreas ocupadas por serpentinitas de cause y sedimentos aluviales, presentan los menores valores de probabilidad, debido a que en estos sitios es donde se depositan los materiales de las partes frontales de los movimientos. Las lateritas residuales 87 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral y serpentinita lixiviada presentan valores de probabilidad altos, y las lateritas redepositadas muy altos, debido al amplio desarrollo de movimientos dentro del área que ocupan. De acuerdo a la tectónica, los valores indican una alta influencia sobre los deslizamientos, debido a la alta complejidad e intenso agrietamiento del macizo rocoso. Sobre la valoración de las subpresiones de la corteza laterítica se tiene alta probabilidad para la clase de 2 m, en la cual se reporta la mayor cantidad de área ocupada por deslizamientos en relación a su área. Valores altos los experimentan las clases de 6 m y 4 m y la menor probabilidad por la clase de 0 m. En cuanto a las pendientes umbrales, la mayor probabilidad la presentan las de 40o, debido a la pequeña área que ocupan. En orden de importancia están las pendientes entre 10-19o, en las cuales se desarrollan los mayores deslizamientos reportados en el área de estudio. En la valoración según el tipo de suelo, las mayores probabilidades se relacionan con los suelos MH, relacionados con las cortezas redepositadas. La valoración disminuye un poco en los suelos SM, relacionados con la corteza laterítica residual, las cuales presentan mayor extensión en el área del yacimiento. Los menores valores se relacionan con loas áreas ocupadas por las clases R y GC. En el plano de uso de suelo, la valoración mayor se relaciona con las áreas ocupadas por vegetación natural, en las cuales se manifiestan los movimientos de mayor extensión debido a la inestabilidad natural de las cortezas lateríticas. Las áreas minadas y reforestadas presentan valoraciones intermedias, manifestándose mayor estabilidad en las mismas. Esto significa por un lado que la actividad minera no es la que genera grandes problemas de inestabilidad en taludes, y por otro que las medidas tomadas de reforestación están protegiendo al medio de los agentes erosivos y desestabilizadores. Reclasificación de los planos de factores. El paso siguiente al proceso de valoración de las clases de cada factor analizado, a partir de la técnica probabilística utilizada, es la reclasificación de cada plano en función de los valores obtenidos en el paso previo [tabla 4.16]. El plano del factor lito-estructural se reclasificó en 3 clases de susceptibilidad: baja, alta y muy alta [anexo III (figura 3.20)]. La clase de baja susceptibilidad, ubicada en la periferia del yacimiento, hacia el sur, sureste, norte, y oeste. Corresponde con el área ocupada por materiales granulares, representados por los sedimentos fluviales y el área ocupada por roca debilitada tectónicamente, relacionada con las serpentinitas de los cauces fluviales. Esta clase ocupa el 29,38% del área total de trabajo. La clase de alta susceptibilidad, se ubica en 88 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral toda la parte interna del yacimiento. Se corresponde con el área ocupada por roca con apariencia de suelo con estructura de la roca original, representada por la corteza residual y por roca debilitada tectónicamente, representado por las serpentinitas lixiviadas. Ocupa el 54,81% del área total. El área de susceptibilidad muy alta, se ubica hacia el norte y noreste del yacimiento. Ocupa el 16,65% y corresponde con las rocas con apariencia de suelo con estructura sedimentaria, representadas por las lateritas redepositadas. El plano de factor tectónico se reclasificó en dos clases: alta y muy alta [anexo III (figura 3.21)]. La clase de susceptibilidad alta corresponde con la distancia de 400 m de las fallas. Ocupa el 18,58% del área total. La clase de susceptibilidad muy alta, se corresponde con la distancia de 200 m y ocupa el 81,41% del área. El plano que caracteriza las condiciones hidrogeológicas, se reclasificó en tres clases de susceptibilidad: baja, alta y muy alta [anexo III (figura 3.22)]. La clase de susceptibilidad baja, se relaciona con las supresiones nulas en el yacimiento y ocupa el 62,30% del área. La clase alta se relaciona con las subpresiones de 4 m, y ocupa el 9,94%. Se distribuye en áreas aisladas hacia en oeste, norte y con cierta alineación NE-SW hacia el sureste. La tercer clase, de susceptibilidad muy alta, está representada por las subpresiones de 6 m y 2 m, ocupando un área de 27,74%. Se distribuye en franja alineada desde el sur al este con dirección NE-SW, y en pequeñas áreas ubicadas en el oeste y norte del yacimiento. El plano de pendiente [anexo III (figura 3.23)], se reclasificó en cuatro clases de susceptibilidad: baja, media, alta y muy alta. La clase de susceptibilidad baja se relacionada con el intervalo de pendiente 20o– 39o, y ocupa el 12,86% del área. La clase media se relaciona con las pendientes 0o-9o, y es la que ocupa mayor extensión, 42,51% del área total. La clase de alta susceptibilidad se relaciona con las pendientes de 10o-19o. Ocupa el 43,65% del área. La alta susceptibilidad se relaciona con las mayores pendientes >40o. Ocupando el 0,92% del área del yacimiento. El plano de tipo de suelo, que caracteriza las condiciones geotécnicas de la corteza laterítica, se reclasificó en tres clases: baja, alta y muy alta [anexo III (figura 3.24)]. La clase de menos susceptibilidad (baja), se relaciona con las áreas ocupadas por roca dura y por grava, arena y arcilla, relacionadas espacialmente con los cauces fluviales. Esta ocupa el 15,2% del área de trabajo. La clase de susceptibilidad alta, está representada por las arenas limosas (SM) y ocupa 89 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral el 32,21% del área. La clase muy alta, ocupa el 48,76% del área total y está representada por los limos arcillosos de alta plasticidad. El plano de uso de suelo se reclasificó en cuatro clases: baja, media, alta y muy alta [anexo III (figura 3.25)]. La clase de baja susceptibilidad se relaciona con las áreas ocupadas con los caminos mineros y depósitos de mineral, ocupando el 5,01% de área total. Su distribución areal se relaciona con la red vial primaria y algunos sitios aislados al norte, sur este y el oeste del yacimiento, donde no se han manifestado movimientos de relevancia. La clase media está representada por las áreas reforestadas, distribuidas en la parte central, al sur y al oeste del yacimiento, ocupando el 22,21% del área total. Las áreas de susceptibilidad alta, se relaciona con las áreas minadas, desprovistas de una cubierta vegetal que la proteja de los agentes erosivos. Esta se distribuye en la parte central, y en pequeñas franjas al sur, este y oeste del yacimiento. Ocupa el 18,5% de área total. La clase de susceptibilidad muy alta, se relaciona con las áreas cubiertas por vegetación natural, donde se han desarrollado los mayores movimientos de masas. Ocupa el 54,27% del área total de trabajo y se distribuye en toda la parte externa del yacimiento. Tiene su mayor concentración hacia el este. Tabla 4.16. Resultados del proceso de reclasificación de los planos de susceptibilidad temáticos. Factor Clases Materiales granulares Roca debilitada tectónicamente. Serpentinita de cause Roca con apariencia de suelo con Lito-estructural estructura de roca original Roca debilitada tectónicamente. Serpentinita lixiviada Roca con apariencia de suelo con Hidrogeológico Pendiente umbral de deslizamiento % del píxel área total 21300 Valor Susceptibilidad 0,00 29,38 Baja 30797 1,14 172944 19,52 54,81 72097 Alta 21,70 52586 16,65 25,11 Muy alta Distancia 200 m 65007 81,41 17,91 Muy alta Distancia 400 m 284575 18,58 16,02 Alta Subpresión nula (0 m) 218367 62,30 8,49 Baja Subpresión alta (4 m) 35001 9,94 48,97 Alta Subpresión muy alta (6 m) 8783 Subpresión baja (2 m) 87762 Alta (20o – 39o) 42456 12,8 118,43 Baja 201696 42,51 211,21 Media 111748 43,65 386,31 Alta 9785 0,92 4846,90 Muy alta estructura sedimentaria Tectónico No. de o o Baja (0 – 9 ) o o Media (10 – 19 ) o Muy alta (> 40 ) 27,74 130 Muy alta 193,4 90 �Y. Almaguer Carmenates Tipo de suelo Uso actual del suelo Tesis Doctoral Grava, arena y arcilla (GC) 30797 Roca 21300 Arena limosa (SM) 124683 36,21 13,63 Alta Limo arcilloso de alta plasticidad (MH) 172998 48,76 19,51 Muy alta Caminos mineros 6446 Depósitos de mineral 11086 Áreas reforestadas 77758 22,21 9,181 Media Áreas minadas 64750 18,50 13,05 Alta Áreas de vegetación natural 190052 54,27 25,10 Muy alta 15,02 1,54 Baja 2,15 5,01 0,00 Baja 0,00 Descripción del plano de susceptibilidad. El plano de susceptibilidad del terreno a la rotura obtenido en la investigación esta clasificado en cuatro clases: Susceptibilidad baja, media, alta y muy alta [tabla 4.17 y figura 4.19]. Las mismas se describen a continuación: x Susceptibilidad baja: ocupa un área de 3,35 Km2 (38,33% del área total). De forma areal se distribuye en la parte central del yacimiento, relacionado con las zonas reforestadas. Además se relaciona con las zonas periféricas del yacimiento, ocupadas por sedimentos aluviales de los ríos Yagrumaje, Los Lirios, Moa, y arroyo La Vaca. x Susceptibilidad media: ocupa un área de 3,03 Km2 (34,63% del área total). Se distribuye al sur del yacimiento, en forma de franja alargada de dirección este-oeste en la parte central, al norte y en pequeñas zonas al este y oeste del área. x Susceptibilidad alta: ocupa un área de 1,49 Km2 (0,13% del área total). Su distribución es muy localizada hacia el oeste, noreste y al este-sureste donde presenta su mayor acumulación en forma discontinua y alineada con dirección noreste-suroeste. Existen pequeños parches al suroeste y en la parte central del yacimiento. x Susceptibilidad muy alta: ocupa un área de 2,23 Km2 (25,54% del área total). Su distribución es bien localizada y se relaciona espacialmente con la clase anterior. Aparece al oeste, noreste, suroeste y al este-sureste presente su mayor acumulación en forma continua y alineada en dirección noreste-suroeste. Tabla 4.17. Caracterización del plano de susceptibilidad a la rotura. Descripción No. píxel Área (Km2) % de área Baja 135923 3,35 38,33 Clases de susceptibilidad Media Alta 122812 5294 3,03 0,13 34,63 1,49 Muy alta 90579 2,23 25,54 91 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral Conclusiones. x En el yacimiento Punta Gorda se han desarrollado 20 deslizamientos importantes. La tipología y los mecanismos de rotura están en función de las condiciones estructurales y de las características físico-mecánicas de los suelos y rocas. Hay predominio de movimientos combinados de varias tipologías. x La aplicación de la metodología de análisis de los factores condicionantes, ha permitido valorar la influencia de cada una de sus clases sobre el desarrollo de los deslizamientos y la obtención de los planos de susceptibilidades de factores. x El método estadístico de análisis condicional y las técnicas de SIG han permitido la obtención del plano de susceptibilidad del terreno a la rotura para el área del yacimiento Punta Gorda, con cuatro clases de susceptibilidad: baja, media, alta y muy alta. 92 �Tesis Doctoral Figura 4.19. Plano de susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original: 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). Y. Almaguer Carmenates 93 �CONCLUSIONES �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral CONCLUSIONES. Los problemas relacionados con los deslizamientos en taludes y laderas han sido elementos de preocupación para proyectistas, constructores y mineros. En las áreas minadas a cielo abierto de los yacimientos de corteza laterítica ferroniquelífera esta situación es mucho más compleja, debido a que se trabaja con taludes que presentan una determinada altura e inclinación, una situación geológica, que en ocasiones tiene comportamiento variable, con anisotropía en las propiedades geotécnicas, con determinada complejidad de las condiciones hidrogeológicas de la corteza laterítica, y donde en muchos casos, la ubicación de las infraestructuras coinciden con zonas de alta sismicidad que provocan el surgimiento y desarrollo de determinados procesos y fenómenos geológicos. En este entorno del yacimiento Punta Gorda, han tenido lugar diferentes tipos de deslizamientos, que conllevaron en determinado momento a la paralización de la actividad extractiva (deslizamiento de la excavadora 2 en 1997). Todo esto provocó que por parte de la subdirección de minas de la Empresa Ernesto Che Guevara solicitara la ejecución de varios proyectos de investigación liderados por el Instituto Superior Minero Metalúrgico. Desde 1997 hasta la fecha han resultado varios trabajos, dentro de los cuales está el presente análisis de susceptibilidad del terreno por deslizamiento, en el que se han arribado a varias conclusiones expresando que: 1. La situación ingeniero-geológica del yacimiento Punta Gorda se caracteriza por una alta complejidad tectónica y la presencia de cuatro horizontes ingeniero-geológicos diferenciados por sus propiedades físicas y comportamiento mecánico, así como por su conducta frente a los fenómenos de deslizamientos, en los cuales, con la profundidad, disminuye la fricción interna, aumentan los valores de humedad, sobrepasando en algunos casos, el límite líquido. Existen además horizontes colapsables debido a sus propias condiciones naturales. Estas características son elementos condicionantes y desencadenantes de la inestabilidad de los taludes del yacimiento, contribuyendo a la disminución de la resistencia al corte de los suelos y rocas y en otros casos aumentando las tensiones movilizadoras en el medio o talud. 2. Existen diferentes mecanismos de deslizamientos en el yacimiento que hacen que la evaluación y gestión del peligro sea más compleja. La solución de esta situación problemica posibilita a los proyectistas de la actividad minera encontrar zonas más favorables y menos riesgosas para la explotación del yacimiento. 3. Una vez caracterizado desde el punto de vista ingeniero-geológico el yacimiento y llegado a resultados en cuanto a mecanismos y tipologías, se concluye que la metodología empleada mediante el análisis probabilístico implementando un SIG, permite evaluar la susceptibilidad del terreno a la rotura frente al desarrollo de 93 �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral deslizamientos, por primera vez en Cuba, en un yacimiento de corteza laterítica ferroniquelífera. 4. Los procedimientos de análisis de susceptibilidad de los taludes por desarrollo de deslizamientos utilizados en esta memoria aplicando un SIG, permite las siguientes ventajas: la viabilidad para este tipo de método porque se utilizan datos georeferenciados; la facilidad de actualizar las bases de datos y planos a medida que la actividad minera se desarrolla en el tiempo; la reproducibilidad de los resultados y la regionalización de la metodología utilizada; la rapidez de análisis de los factores que inciden en los deslizamientos y la obtención del plano de susceptibilidad final. 5. El plano de susceptibilidad del yacimiento Punta Gorda permite una mejor valoración de las condiciones del medio geológico-minero y de las causales y condicionales de los deslizamientos. Es una herramienta útil para el ordenamiento minero-ambiental y para la prevención de movimientos de masas, no solo durante la explotación del mineral, sino en la construcción de viales, escombreo y en el proceso de cierre de minas. 94 �RECOMENDACIONES �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral RECOMENDACIONES. 1. Aplicar lo resultados durante el proceso de planificación minera y toma de decisiones en el yacimiento Punta Gorda y en los próximos yacimientos a explotar por la Unidad Básica Minera de la Empresa Ernesto Che Guevara, con el objetivo de proyectar la extracción del mineral con menos riesgos asociados al desarrollo de deslizamientos. 2. El uso de la metodología empleada en la investigación para su generalización en otros yacimientos de la región. 95 �REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS �Y. Almaguer Carmenates Tesis Doctoral REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. 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Ficha utilizada en la descripción de campo de los deslizamientos presentes en el yacimiento Punta Gorda. �Capas temáticas utilizadas en el SIG Inventario de deslizamientos Plano de grupos lito-estructurales Plano tectónico Plano de subpresiones de la corteza laterítica Plano de pendiente umbral de deslizamientos Plano de tipo de suelo (SUCS) Plano de uso actual del suelo Valoración de la influencia de cada factor sobre los deslizamientos: - Método de análisis probabilístico condicional. Reclasificación de los planos temáticos de factores: - Análisis de cluster. Combinación de los planos de factores y obtención del plano final de susceptibilidad a la rotura Plano de susceptibilidad a la rotura por el desarrollo de deslizamientos Figura 2.1. Relación de capas temáticas utilizadas en el análisis de susceptibilidad mediante la tecnología SIG. �ANEXO III SUSCEPTIBILIDAD DEL TERRENO A LA ROTURA EN EL YACIMIENTO PUNTA GORDA �Tabla 3.1 Caracterización general de los deslizamientos inventariados en el yacimiento Punta Gorda. CARACTERIZACION DE LOS DESLIZAMIENTOS Dirección del movimiento este noroeste este noroeste norte oeste nortenoreste noreste suroeste sur-sureste norte noreste No. Area (Km2) 1 2 3 4 5 6 0,0489 0,0472 0,0127 0,0321 0,0213 0,0126 7 8 9 10 11 12 0,0182 0,0128 0,0078 0,0200 0,0088 0,0078 13 0,0194 nortenoreste 14 15 16 0,0939 0,0345 0,2384 este noreste este-noreste 17 0,0103 norte 18 0,0198 noreste 19 0,0249 20 Área total ocupada por deslizamien tos % del área total de trabajo 0,0820 noreste nortenoreste 0,8668 8,8388 Litología laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita redepositada y residual laterita residual laterita residual laterita residual laterita redepositada laterita redepositada laterita redepositada laterita redepositada Longitud máx. (m) 240 260 105 225 190 120 Ancho máx. (m) 255 244 140 190 170 118 Longitud del escarpe (m) 160 150 120 140 110 120 180 170 110 200 150 130 130 100 90 140 70 80 160 90 80 130 80 50 200 130 100 550 240 920 250 190 290 200 110 390 140 80 90 180 150 120 200 160 130 430 260 200 �Tabla 3.2. Resultados del cálculo del factor de seguridad (En negritas los FS óptimos). Variables de calculo No. Corrida Potencia de ocres (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 15 15 15 15 15 15 15 15 15 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 12 12 12 12 14 14 14 14 14 10 10 10 Potencia de serpentinitas lixiviadas (m) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 2 2 2 1 1 1 Nivel de agua en el talud (m) 22 22 22 16 14 11 28 28 5 5 5 22 22 17 11 11 11 11 5 5 9 10 12 12 15 15 15 15 10 10 7 7 7 Altura del talud (m) 34 34 30 29 29 29 29 29 29 24 24 24 24 24 24 24 22 22 22 22 22 23 23 23 23 23 23 21 21 21 15 15 15 Distancia de la excavadora al borde del talud (m) 5 5 5 5 5 5 5 1 1 1 5 5 1 1 1 5 5 1 1 5 5 5 5 7 7 7 2 2 2 5 5 3 4 Factor de seguridad 1,85 1,16 1,06 1,13 1,11 1,13 1,00 0,91 1,01 1,05 1,30 1,16 0,90 0,95 0,98 1,26 1,40 1,18 1,21 1,43 1,40 1,37 1,35 1,68 1,64 1,60 1,20 1,22 1,29 1,55 1,90 1,77 1,68 �Tabla 3.3. Resultados del cálculo del FS para rotura planar en el yacimiento Punta Gorda. Corridas Tipo de suelo c Ȗ ij Pendiente Potencia FS 1 10 5 4,36 2 10 10 2,18 3 10 15 1,45 4 10 20 1,09 5 10 25 0,87 6 20 5 1,84 7 20 10 0,92 8 20 15 0,61 9 20 20 0,46 10 20 25 0,36 SM (OIP) 0,031 20,4 18,3 11 30 5 1,15 12 30 10 0,57 13 30 15 0,38 14 30 20 0,28 15 30 25 0,23 16 40 5 0,8 17 40 10 0,4 18 40 15 0,26 19 40 20 0,2 20 40 25 0,16 21 10 5 3,38 22 10 10 1,69 23 10 15 1,12 24 10 20 0,84 25 10 25 0,67 26 20 5 1,62 27 20 10 0,81 28 20 15 0,54 20 20 0,4 20 25 0,32 29 30 SM 0,034 17,3 16,5 31 30 5 1,02 32 30 10 0,51 33 30 15 0,34 34 30 20 0,25 35 30 25 0,2 36 40 5 0,7 37 40 10 0,32 38 40 15 0,23 39 40 20 0,17 40 40 25 0,14 41 10 2 8,13 42 10 4 4,06 43 10 6 2,71 44 20 2 3,9 45 20 4 1,95 46 20 6 1,3 47 30 2 2,45 48 30 4 1,22 49 30 6 0,81 50 40 2 1,69 51 40 4 0,84 52 40 6 0,56 SM (SL) 0,01 13,8 16 �Roca fresca I II III Altamente meteorizada Moderadamente meteorizada IV Grado Suelo residual Término Ocre inestructural inicial Ocre estructural final Ocre estructural inicial Roca 2,79 S: 8,40 H: 15,3 S: 15 H: 20 - 70-86 50-70 30-48 W - < 0,020 0,0200,037 0,0310,040 C 27 13 – 15,3 15 – 16,4 18,3 M Características geotécnicas Arena Serpentinita lixiviada o limo- gravosa desintegrada con arcilla (SM) Arena gravo- limosa (SM) J S: 10,0 H: 17,4 con Tipo de suelo (SUCS) Limo arcilloso de alta plasticidad (MH) Ocre inestructural perdigones Horizonte lito-genético No hay signos visibles de material meteorizado. La roca puede tener algunas Roca serpentinizada grietas manchadas de óxidos de Fe. La textura de la roca no es reconocible. Se presenta en forma de coraza compuesta por concreciones ferruginosas. Resistencia muy baja comparada con la roca fresca. Las capas superficiales contienen raíces de plantas y humus. Está tan debilitada por el proceso de meteorización que pueden ser separados o desintegrados grandes fragmentos con la mano, llegándose a excavar con la mano si está húmedo. Se pueden obtener núcleos perforando cuidadosamente, en algunos casos no se pueden recuperar. La fábrica original está intacta. Resistencia muy baja comparada con la roca fresca. Las grietas están rellenas de limonita. Posee alguna resistencia, no pueden ser rotos grandes fragmentos con la mano. La roca fresca o decolorada se presenta como una estructura discontinua o en núcleos rocosos. La meteorización se manifiesta de manera desigual a través de la fábrica de la roca. Descripción - 26 28 12 IP Tabla 3.4. Clasificación del perfil de meteorización desde el punto de vista ingeniero-geológico. - Colapsa No colapsa Colapsa Colapsabilidad Coladas de tierra Tipología de movimiento Desprendimientos de rocas Vuelcos Deslizamientos traslacionales, en cuña, circulares (con agrietamiento intenso) y combinados Movimientos de Corrientes de masas de manera derrubios desorganizada Mecanismos relacionados con caída libre de la roca Deslizamientos a través de una superficie de rotura definida Deslizamientos Deslizamientos rotacionales a través de una superficie de Traslacionales, en rotura definida cuña y combinados Deslizamientos Deslizamientos rotacionales a través de una superficie de Traslacionales, en rotura definida cuña y combinados Mecanismos Vuelcos relacionados con caída libre de la roca Movimientos de masa de manera desorganizada Mecanismo de rotura �Grietas paralelas la borde del talud 2 Relieve positivo típico de los flujos de tierra tierra en corteza laterítica. Desarrollo de cárcavas por la acción de las aguas superficiales. de discontinuidades paralelas al talud a través de las cuales se infiltran la aguas superficiales y provocan el movimiento. Foto 2. Parte del cuerpo de una colada de Fotos 1 y 2. Desarrollo de movimientos de masa en el yacimiento Punta Gorda. Foto 1. Condiciones para el desarrollo de vuelcos en corteza laterítica. Presencia 1 �Dirección del movimiento de la colada de tierra 4 Fragmentos de serpentinita movidos por corrientes de derrubios Foto 4. Fragmentos de rocas removidos por corrientes de derrubio desarrolladas en laderas del yacimiento. Fotos 3 y 4. Desarrollo de movimientos de masas en el yacimiento Punta Gorda. Foto 3. Colada de tierra en corteza laterítica en zona con pendiente moderada. 3 �Figura 3.1. Plano de grupos lito-estructurales del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.2. Superposición del plano de grupos lito-estructurales y el inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.3. Plano de diagramas de planos principales del agrietamiento en el yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.4. Plano de diagramas de planos principales de las fallas cartografiadas en el substrato rocoso del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.5. Plano de distancia (buffer) a las fallas principales presentes en el yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.6. Superposición del plano de buffer y el inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.7. Plano de planos principales de los diques de gabro presentes en el yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.8. Plano de cuerpos de gabro presentes en el substrato rocoso del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.9. Plano de hidroisohipsas y dirección de flujos subterráneos en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000). �Figura 3.10. Plano de susceptibilidad del terreno al desarrollo de sifonamiento en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000). �Figura 3.11. Superposición del plano se susceptibilidad a sifonamiento y el inventario de movimientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.12. Plano de subpresiones de la corteza laterítica del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.13. Superposición del plano de subpresiones y el inventario de movimientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.14. Plano de pendiente umbral de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.15. Superposición del plano de pendiente y el inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.16. Plano de tipo de suelo (SUCS) del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.17. Superposición del plano de tipo de suelo y el inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.18. Plano de uso actual del suelo del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.19. Superposición del plano de uso de suelo y el inventario de deslizamientos del yacimiento Punta Gorda (Escala original 1:2 000). �Figura 3.20. Plano de susceptibilidad a la rotura de las condiciones lito-estructurales en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). �Figura 3.21. Plano de susceptibilidad a la rotura por las condiciones tectónicas en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). �Figura 3.22. Plano de susceptibilidad a la rotura por las condiciones hidrogeológicas en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, Tamaño de píxel: 5x5 m). �Figura 3.23. Plano de susceptibilidad a la rotura debido a la pendiente umbral de deslizamiento en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). �Figura 3.24. Plano de susceptibilidad a la rotura debido al tipo de suelo geotécnico en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). �Figura 3.25. Plano de susceptibilidad a la rotura debido al uso de suelo en el yacimiento Punta Gorda. (Escala original 1:2 000. Formato raster, tamaño de píxel: 5x5 m). � 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 Evaluación de la susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en el yacimiento Punta Gorda Creator An entity primarily responsible for making the resource Yuri Almaguer Carmenates 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 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/5b452ea4dccedcbc01f98023b85e0a49.pdf 218cf1cf2a577b9b2222d38af90b391e PDF Text Text TESIS EVALUACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS DE LOS CERROS LEONARDI Y ALEMÁN DE LA FORMACION EL MILAGRO, SECTOR VALLE FRÍO, PARROQUIA SANTA LUCÍA. MARACAIBO Ysabel Sanguino Femayor �Página legal Título de la obra: Evaluación de los deslizamientos de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El milagro, sector Valle frío, parroquia Santa Lucía. Maracaibo, 67 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Ysabel Sanguino Femayor 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 EVALUACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS DE LOS CERROS LEONARDI Y ALEMÁN DE LA FORMACION EL MILAGRO, SECTOR VALLE FRÍO, PARROQUIA SANTA LUCÍA. MARACAIBO. Tesis para optar al título académico de Máster en Geología Autora: Geol. Ysabel Sanguino Femayor Mayo, 2015 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología EVALUACIÓN DE LOS DESLIZAMIENTOS EN LOS CERROS LEONARDI Y ALEMÁN DE LA FORMACIÓN EL MILAGRO, SECTOR VALLE FRÍO, PARROQUIA SANTA LUCÍA. MARACAIBO. Tesis para optar al título académico de Máster en Geología . Autora: Geol. Ysabel Sanguino Femayor Tutor: DrC. Rafael Guardado Lacaba Mayo, 2015 �ÍNDICE Pág INTRODUCCIÓN……………………………………………………………… 1 CAPITULO I. Características de las condiciones ingeniero geológicas de la región del cerro Leonardi y cerro Alemán…………………………….. 7 1.1. Estado del arte………………………………………………………… 7 1.2. Ubicación……………………………………………………………… 11 1.3 Condiciones del relieve e hidrografía de la región………………… 12 1.3.1 HidrografÍa……………………………………………………… 14 1.3 2 Condiciones climáticas………………………………………… 14 1.4 . Vegetacion………………………………………………………….. 16 1.5 Geología………………………………………………………………… 18 1.6. Litología………………………………………………………………… 19 1.7. Condiciones ingeniero geologicas de los suelos de la región…… 21 1.8 procesos y fenomenos geológicos de la región…………………… 23 1.8.1 Lluvias…………………………………………………………… 23 1.8.2 Sismisidad……………………………………………………… 24 CAPITULO II Procedimiento ingeniero geológico para el estudio de los deslizamientos en los cerros Leonardi y Alemán de la parroquia santa 28 Lucía, aracaibo………………………………………………………………… 2.1 Introducción………………………………………………………….. 28 2.2 Estudio básico, revisión y análisis de información temática Existente……………………………………………………………….. 2.2.1 Información de testigos presenciales………………………… 28 29 VII �ÍNDICE Continuación… Pág. 2.2.2. Análisis de productos de sensores remotos……………………… 29 2.2.3 Análisisdel terreno y cartografia preliminar………………………… 29 2.2.4 Inventario de movimientos en masas………………………………. 30 2.3. Investigaciones préliminares del subsuelo………………………… 30 2.3.1 Reconocimiento ……………………………………………………. 30 2.3.2 Investigación del subsuelo…………………………………………. 31 2.3.3 Geofísica…………………………………………………….………… 31 2.3.4 Instrumentación………………………………………………………. 32 2.3.5 Análisis………………………………………………………………… 32 2.3.6 Informes……………………………………………………..………… 32 2.4.Caracterización geomecánica donde se desarrollan los deslizamientos………………………………………………………………. 33 2.5 Factor de seguridad………………………………………………….. Capitulo III EVALIACIÓN INGNIERO GEOLÓGICO DE 36 LA OCURRENCIA DE LOS DESLIZAMIENTOS EN EL SECTOR VALLE FRÍO, PARROQUIA SANTA LUCIA. MARACAIBO. 3.1 Introducción……………………………………………………………… 3.2 Tipos de deslizamientos………………………………………………. 3.3 Evaluación geotécnica………………………………………………… 3.3.1 Recopilación y evaluación de la informacion existente…………. 3.3.2 Reconocminto en campo……………………………………………. 3.3.3 Toma de muestras…………………………………………………… 39 39 39 42 43 43 44 VIII �3.4. Actividades geotécnicas realizadas en el área de estudio………. 46 3.5 Evaluación de los deslizamientos en el territorio…………………… 53 3.5.1 El agua como elemento disparador de los deslizamientos en el territorio…………………………………………………………………. 3.5.2 Sismisidad como elemento disparador de los deslizamiento 53 en la zona………………………………………………………………… 54 CONCLUSIONES……………………………………………………………….. 61 RECOMENDACIONES…………………………………….…………………… 62 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….……. 63 ANEXOS………………………………………………………………………….. 67 IX �ÍNDICE DE FIGURAS Pág. FIGURA 1.1 Ubicación geográfica del municipio Maracaibo……………. 11 FIGURA 1.2 Ubicación geográfica de la parroquia Santa Lucía………… 12 FIGURA 1.3 Ubicación geográfica del área de estudio.…………………. 13 FIGURA 1.4 Refuerzo de superficie de rotura por las raíces………....... 18 FIGURA 1.5 Mapa geológico regional……………………………………… 19 FIGURA 1.6 Mapa geológico estructural……………………………... 20 FIGURA 1.7 Eventos sísmicos de 2010………………………..……… 26 FIGURA 1.8 Eventos sísmicos de 2011……………………………….. 27 FIGURA 2.1 Procedimiento general, estudio de deslizamiento………… 30 FIGURA 3.1 Caída de rocas.………………………………………..…. 40 FIGURA 3.2 Deslizamiento por estratificación………………………. 41 FIGURA 3.3 Deslizamiento en cuña………………………………….. 41 FIGURA 3.4 Esquema de flujos………………………………………… 42 FIGURA 3.5 Registro de los resultados de los análisis 44 FIGURA 3.6 Diagrama de concentración 48 FIGURA 3.7 Proyecciones estereográficas 52 FIGURA 3.8 Visión tridimensional de la variación del espesor de relleno 55 FIGURA 3.9 Biomantas………………………………………………….. 58 FIGURA 3.10 Gunitado………………………………………………… 59 X �ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1.1. Componentes de las planta y sus funciones………………. 16 Tabla 1.2 Valores de la resistividad unitaria de las muestras. 22 Tabla 1.3 Resultados de los límites de consistencia.…………………. 22 Tabla 1.4 Sismos registrados en Agosto de 2005………................ 25 Tabla 2.1 Calidad del macizo…………………………………………. 33 Tabla 2.2 Identificación del grado de meteorización…………………... 35 Tabla 2.3 Clasificación en base a la resistencia de la roca………… 36 Tabla 2.4 Condiciones de estabilidad cinemática…………………….. 37 Tabla 2.5 Rango de seguridad………………………………………….. 37 Tabla 2.6 Rango de factor de seguridad (colores estándar)……………. 38 Tabla3.1 Tipos de deslizamientos…………………………………………. 39 Tabla 3.2 Clasificación basada en SUCS…………………………………. 45 Tabla 3.3 Humedad natural………………………………………………… 45 Tabla 3.4 Ensayos granulométricos……………………………………… 47 Tabla 3.5 Datos de Jv. Y su RQD……………………………………….. 50 Tabla 3.6 Posibilidad de deslizamientos………………………………… 54 XI �ÍNDICE DE ANEXOS Pág. Anexo 1.1 Temperatura promedio de Maracaibo…………………. 69 Anexo 1.2. Análisis de muestras………………………………..…….. 70 Anexo 1.3. Análisis climático y sísmico………………………….. 71 Anexo 2.1. Mapa de estabilidad cinematica………………………. 72 Anexo 3.1. Curvas granulométricas de las muestras……….…….. 73 Anexo 3.2. Ensayos granulométricos……….………………………. 74 Anexo 3.3. Mapa topografico del área de estudio………………… 75 Anexo 3.4. Bloque diagramático del área de estudio……………. 76 Anexo 3.5. Mapa geologico del área………………………………… 77 Anexo 3.6. Mapa Geomorfológico…………..………………………. 78 XII �INTRODUCCIÓN El crecimiento incontrolado de las ciudades del país de mayor índice de expansión, hacia los espacios abiertos periurbanos se acompaña, desde hace algunos años, de un número creciente de accidentes o vicios geotécnicos. Ellos, vienen causando daños de consideración en las viviendas e infraestructuras de servicios, y son responsables incluso, de numerosas pérdidas de vidas humanas, tal como lo señala Pérez (2001 a). A menudo, estas desgracias son ocasionadas por vicios imprevistos del subsuelo, e inherentes a la naturaleza geológica de los sitios urbanizados. Pero ocurre también, que los daños se deben al desmejoramiento de la estabilidad de los terrenos como consecuencia del impacto eco geológico de las construcciones y de las modificaciones de la topografía por parte de los urbanismos no controlados. En efecto, el crecimiento demográfico que ha experimentado la población venezolana en las últimas décadas y su concentración en los principales centros urbanos, es evidente. Tan solo entre los años 1950 y 2001, el volumen de población se incrementó 4,6 veces al pasar de 5 a 23,3 millones de habitantes y como consecuencia, el país experimentó un acelerado proceso de urbanización. Dentro de este acelerado proceso de crecimiento poblacional se destacan extensos barrios que rodean las principales ciudades del país, generalmente en espacios que no fueron contemplados en los planes de ordenamiento territorial, ni en áreas de expansión urbana de las ciudades como aptos para establecer urbanizaciones, lo que genera transformaciones antropogénicas negativas en el espacio. Los deslizamientos son uno de los procesos geológicos más destructivos, que causan miles de muertes y daño en las propiedades por valor de decenas de billones de dólares cada año (Brabb, 1989); sin embargo, muy pocas personas son conscientes de su importancia. El 90% de las pérdidas por deslizamientos son evitables si el problema se identifica con anterioridad y se toman medidas de prevención o control (Montiel, 2009). Los diferentes deslizamientos que han ocurridos a nivel nacional han puesto de manifiesto en los últimos años la necesidad de enfrentar estos problemas 1 �desde un enfoque más integral. La falta de planes de ordenamiento territorial genera transformaciones antropogénicas negativas. La acción antrópica es la principal culpable, debido a que interviene de manera descontrolada en los procesos naturales, como la ubicación de población en los cauces de los ríos, en las bases o cimas de los cerros, la modificación de la topografía del terreno y el hacinamiento, entre otros, estas situaciones aceleran la inestabilidad del terreno y originan daños irreparables a la comunidad. En este sentido, en el área de estudio, la población se ha asentado en una zona que es propensa a ser afectadas por procesos de deslizamientos provocados por lluvias y ante la proximidad de estos fenómenos climatológicos, se ve la necesidad de realizar un estudio y llevar a cabo acciones rápidas y eficientes, para minimizar, en la medida de lo posible, los daños materiales y la pérdida de vidas humanas que pueda producirse con nuevos deslizamientos. Debido a las lluvias acaecidas en Maracaibo durante los periodos de invierno de 2005 se puso en evidencia la vulnerabilidad del territorio ante este fenómeno natural. Los principales problemas que generaron las lluvias estaban relacionados con los deslizamientos. Varios de ellos ocurridos en el sector Valle Frio, donde se deslizo parte del talud afectando varias viviendas y poniendo en peligro las personas que allí habitan. La situación planteada, causa alarma en la población urbana desprevenida contra los efectos destructivos de fenómenos tradicionalmente localizados en el campo, pero de incidencia socioeconómica comparativamente más grave en la ciudad, debido al nivel de concentración de la población es espacios muy reducidos. La magnitud de los problemas confrontados en épocas de lluvia en diversos barrios y urbanizaciones de la ciudad de Maracaibo, está conduciendo a una toma de conciencia cada vez más clara por parte de la opinión pública, acerca de la responsabilidad que tienen los patrones de urbanismo vigentes y la tecnología actual del acondicionamiento geotécnico de los terrenos, en el deterioro de las condiciones de habitabilidad y hasta en la inseguridad de las viviendas y servicios. 2 �Las laderas naturales, han sido alteradas debido a la actividad de la población que vive en esa zona. La construcción de viviendas, la apertura de zanjas para las aguas servidas y los cortes de laderas son algunas de las acciones que los pobladores que habitan el sector valle Frio han llevado a cabo. No se han tomado acciones de cara a prevenir la posible inestabilidad de las zonas contiguas al deslizamiento especialmente de las zonas situadas arriba de la cabecera y abajo al pie del talud, ni tampoco se han implementado medidas de corrección en la zona donde se produjo el deslizamiento y donde cedió la vivienda. Ante la proximidad de fenómenos climatológicos similares y teniendo en cuenta que estos taludes son muy susceptibles a deslizamientos provocados por lluvia, se hace necesario la realización de este estudio. Esta investigación está enfocada en evaluar los deslizamientos de los taludes de los cerros Leonardi y Alemán en el sector Valle Frío, se logra a través del análisis de las condiciones ingeniero geologías: características litológicas, geotécnicas, geomorfológicas, estructura geológicas, geodinámicas y de otros factores los elementos causales y condicionales que ocasionan la inestabilidad y los deslizamientos. En estos taludes aparecen diversos tipos de desprendimientos lo que están condicionados por las acciones ingeniero geológicas y de las condiciones antrópicas que conduce a generar el problema del desconocimiento de las causales y condicionales que provocan estos deslizamientos y su estabilización. 3 �El problema la investigación se centró en la evaluación de los deslizamientos que tienen lugar en el sector Valle Frio de la Parroquia Santa Lucia. Maracaibo. Objetivo General Evaluar la inestabilidad de los taludes de los cerros Leonardi y Alemán y de los deslizamientos que han tenido lugar en el sector Valle Frío, parroquia Santa Lucía, municipio Maracaibo, estado Zulia. Objetivos Específicos 1. Analizar las condiciones ingeniero geologías del territorios y los factores condicionantes y desencadenantes de los deslizamientos en los taludes de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El Milagro. 2. Establecer un procedimiento metodológico de estudio de los deslizamientos en los taludes de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El Milagro. 3. Evaluamos los elementos ingeniero geológicos causales, condiciónales y los elementos de inestabilidad de los deslizamiento en los taludes de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El Milagro. Hipótesis Si logramos establecer los elementos cáusale, condicionales y disparadores de los deslizamientos a través de las condiciones ingeniero geológicas podemos determinar los elementos de estabilidad y solución de los deslizamientos en los taludes de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El Milagro y que puede ser de gran utilidad para las tareas de Ordenamiento Territorial y la reducción de los efectos de los Desastres Naturales en la Parroquia Santa Lucia. 4 �Esta investigación pretende cubrir el estudio de los deslizamientos ocurrido en los cerros Leonardi y Alemán y alcanzar en ellos su reducción y estabilización. Para ello, se estudian y se determinan sus propiedades geotécnicas del medio geologico y posteriormente, se establece un sistema de medidas para su estabilizacion de los suelosy rocas asi como de su comportamiento. De tal forma, que se pretendio obtener una información fiable de la evolución del factor de seguridad en los taludes, a fin de poder emitir recomendaciones sobre su estabilidad. Por otra parte, esta investigacion genera una novedad científica, aportes sociales, aportes científicos y aportes medioambientales, que se describen a continuación: Novedad Científica  El Diseño de un procedimiento para la estabilizacion de los taludes en el area de estudio  La implementacion de técnicas estabilizadoras ante los posibles deslizamientos y la aplicación de las tecnicas de ingenieras para el control de los taludes  los métodos propuestos podrán aplicarse en otras áreas similares de Venezuela que requieran estos estudios para la estabilización de los taludes y en la toma de decisiones en el proceso del Ordenamiento Territorial que se pueda realizar en el transcurso del tiempo por alguna institución, sea ésta gubernamental o privada. Aportes científicos  Caracterización de las condiciones ingeniero geologicas del medio geologico y determinacion de los elementos causales, condicionales y disparadores de los deslizamientos 5 � Selección de técnicas de protección de taludes que garantizan su estabilidad Aportes sociales  Incremento de la calidad de vida de las comunidades y del entorno.  Mitigación de los deslizamientos de la comunidad y del entorno.  Definir la tecnología para la estabilizacion de los taludes Aportes medioambientales  Eliminación de los impactos geoambientales de la región.  Integración paisajística del entorno.  Recuperación gradual y la estabilidad de los taludes 6 �CAPITULO I. CARACTERIZACIÓN DE LAS CONDICIONES INGENIERO GEOLÓGICAS DE LA REGIÓN DE LOS CERROS LEONARDI Y ALEMÁN DE LA FORMACIÓN EL MILAGRO, PARROQUIA SANTA LUCÍA. Introducción El presente capítulo constituye la base conceptual del tópico de estudio Aquí se precisa la información necesaria que luego se traslada al escenario de la problemática asociada a los deslizamientos para su posterior evaluación 1.1 Estado del arte El termino deslizamientos en masa incluye todos aquellos movimientos ladera abajo de una masa de roca, de detritos o de tierras por efectos de la gravedad (Cruden, 1991). Algunos movimientos en masa, como la reptación de suelos, son lentos, a veces imperceptibles y difusos, en tanto que otros, como algunos deslizamientos pueden desarrollar velocidades altas y pueden definirse con límites claros, determinados por superficies de rotura (Crozier, 1999a, en Glade y Crozier, 2005). Es de gran utilidad para la comunicación de ideas en torno a los movimientos en masa, en cualquier lenguaje, la definición formal que describa los aspectos únicos que caracterizan a cada tipo de movimiento y que pueda emplearse para diferenciarlo de los otros. En esta sección se incluyen definiciones de esa clase. En la literatura científica se encuentran muchas clasificaciones de movimientos en masa; la mayoría de ellas se basan en el tipo de materiales, los mecanismos de movimiento, el grado de deformación del material y el grado de saturación Las clasificaciones de movimientos en masa de Varnes (1958, 1978) y Hutchinson (1968, 1988) son, hoy en día, los sistemas más ampliamente aceptados en el mundo de habla inglesa e hispana. Varnes (1958 y 1978) emplea como criterio principal en la clasificación, el tipo de movimiento y en segundo lugar, el tipo de material. Así, divide los deslizamientos en cinco tipos: caídas, vuelcos, deslizamientos, propagaciones y flujos. Además, divide los materiales en dos clases: rocas y suelos, estos últimos subdivididos en detritos y tierra. De esta manera, 7 �presenta definiciones para varias posibles combinaciones de tipo de movimiento y material. Es común encontrar en la literatura terminología que no es consistente y definiciones ambiguas para los distintos tipos de movimientos en masa. Como un ejemplo de la ambigüedad resultante de usar el tipo de movimiento como atributo de clasificación, Hungr et al., (2001) mencionan los flujos de tierra en la clasificación de Varnes los cuales son conocidos como deslizamientos de lodo en la clasificación de Hutchinson. Numerosas observaciones de campo han demostrado que tales movimientos en masa se mueven predominantemente por deslizamiento a lo largo de superficies de corte discretas, y no por flujo (Hutchinson, 1970; Brunsden, 1984). Cruden y Varnes (1996) propusieron modificaciones a la clasificación de Varnes (1978) que introducen un marco taxonómico multidimensional. No obstante, ciertos términos básicos definidos en clasificaciones previas y sus equivalentes en otros idiomas se han arraigado en el vocabulario, tanto de especialistas, como del público y por lo tanto es difícil que aquellos desaparezcan (Hungr et al., 2001). Cruden y Varnes (1996) asignan términos específicos a cada fase de movimiento, sin embargo, dado que la mayoría de los movimientos en masa son más o menos complejos y presentan varias fases, sistemas como éste conducen a nombres largos y complicados. Un ejemplo del uso de la clasificación de Cruden y Varnes (1996) sería “vuelco de rocas y deslizamiento de roca complejo” empleado para designar a un movimiento denominado por otros autores, vuelcos en bisagra (chevron). Para efectos de comunicación es más apropiado asignar términos cortos y simples a cada evento. Hungr et al. (2001) presentan un ejemplo de este tipo de clasificación simple, aplicada a los movimientos en masa particularmente del tipo flujo. Es importante tener en cuenta que en la práctica es difícil asignar un movimiento en masa a una clase en particular, debido a que la mayoría de los procesos son bastante complejos y presentan diferentes comportamientos a lo largo de su trayectoria, debido a las propiedades de los materiales involucrados, mencionadas antes. Además hay factores externos que influyen en el tipo de movimiento, por ejemplo, mientras que 8 �una determinada ladera pudiera fallar como deslizamiento traslacional en condiciones de humedad moderada, el mismo deslizamiento se puede transformar en una avalancha o un flujo de detritos en condiciones de mayor humedad, aumentando la longitud de su recorrido (Crozier y Glade, 2005). En Evans y Hungr (1993) se pueden consultar ejemplos de caída de roca fragmentada. Los acantilados de roca son usualmente la fuente de caídas de roca, sin embargo también puede presentarse el desprendimiento de bloques de laderas en suelo de pendiente alta. En un macizo rocoso, los mecanismos de falla ocurren cuando una discontinuidad geológica tiene una dirección aproximadamente paralela a la de la cara del talud y buza hacia esta con un ángulo mayor que el ángulo de fricción (Hoek y Bray, 1981). En los casos en que la traslación se realiza a través de un solo plano se denomina deslizamiento planar (Hoek y Bray, 1981). Ambos autores desarrollaron la teoría Geomecánica de hoy. Durante las últimas décadas se han implementado numerosas estrategias para la gestión de riesgos por deslizamientos. La experiencia obtenida en muchos países estimula el uso de mapas de zonificación de amenaza y riesgo para el ordenamiento territorial y la gestión de emergencias (Cascini et al., 2005). En la presente investigación en la selección de metodologías en el estudio y mapeo de los peligros por deslizamiento se trata de presentar una guía metodológica detallada para el estudio de los deslizamientos en el territorio del sector Valle Frio. Así, al tratar de satisfacer la necesidad tanto de análisis cada vez más cuantitativos, como de mapas que permitan comparaciones con otros mapas de deslizamientos, o el análisis de criterios de riesgo tolerable la autora estudio las publicación del JTC-1 (Comité Técnico Conjunto de las asociaciones ISSMGE, ISRM y IAEG), Guía para la zonificación de amenazas, susceptibilidad y riesgo para planificación del uso del suelo, como bibliografía que incluye elementos útiles, como por ejemplo, propuestas de clases para niveles de amenazas y riesgo, además, sugerencias de leyendas para clases. 9 �Los primeros trabajos en el uso espacial de la información en el contexto digital para la cartografía de la susceptibilidad por deslizamientos aparecen en los años 70.Entre los primeros se destacan Carrara (1977) en Italia y Brabb (1978) en California. Se han hecho esfuerzos por estandarizar a través de una nomenclatura para la valoración de los deslizamientos (IAEGComisión de deslizamientos, 1990; UNESCO-WP/WLI, 1993);(IUGS-Grupo de trabajo de los deslizamientos, 1995), Cruden, 1996, realizan una trabajo para obtener el tamaño del deslizamiento y las medidas para mitigar y disminuir la acción de los deslizamientos. En los trabajos presentados por Crude (1996) aparecen los factores y mecanismos de fallas de los diferentes tipos de deslizamientos que tienen lugar en el medio geológico. Estos autores incluyen además los elementos de geomorfometría, geología, tipo de suelo e hidrología. (Soeters, 1996), en su trabajo exponen los resultados de la cartografía por deslizamientos basada en el análisis de imagen en los laboratorios y los sensores remotos aplicando métodos geomorfológicos y el análisis de suelos en laderas. (Ibsen, 1996); Lang, et al., (1999); Glade, (2001), en este orden de aparición se destacan los trabajos de la cartografía según un inventario de deslizamientos (diagnóstico por deslizamientos de un área). Van Westen, (2004-2005) ofrece una tabla donde se toma en consideración cuatro grupos para la evaluación de la susceptibilidad y la peligrosidad (Glade, 2005) publican un artículo tomando los diferentes factores que inciden en los tipos y mecanismos por deslizamientos y analizan su incidencia con los elementos meteorológicos y los efectos hidrológicos según los diferentes meses del año y propone un análisis geodinámica en un periodo de 10 años. Schuster y Kockelman (1996) proponen una serie de principios y metodologías para la reducción de peligrosidad por deslizamiento, utilizando sistemas de prevención, los cuales requieren de políticas del Estado, la colaboración y toma de conciencia por parte de las comunidades. Almaguer, Y., en el 2005, en su tesis doctoral “Evaluación de la Susceptibilidad del Terreno a la Rotura por Desarrollo de Deslizamientos en el Yacimiento Punta Gorda”, evalúa los niveles de susceptibilidad del 10 �terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos en este yacimiento lo que le permite establecer criterios de estabilidad de taludes y laderas. Estos sirven de base para futuras evaluaciones de riesgos para prevenir o mitigar los daños derivados de estos fenómenos. Emplea una metodología que parte de la confección del mapa inventario de deslizamientos. 1.2 Ubicación La presente investigación fue desarrollada en el sector Valle Frío, parroquia Santa Lucía, municipio Maracaibo, estado Zulia y abarca una superficie de 16,18 hectáreas (161.897,44 mts2). El municipio Maracaibo se encuentra ubicado en la parte occidental del estrecho del Lago de Maracaibo. Limita al norte, con el municipio Mara; al sur, con el municipio San Francisco; al este, con el lago de Maracaibo y al oeste, con el municipio Jesús Enrique Lossada. (Figura1.1). Figura 1.1. Ubicación geográfica del municipio Maracaibo Fuente: Autor (2015) Abarca una superficie de 419 km2, lo que representa el 0,78% de la superficie total del estado Zulia. Tiene como capital la ciudad de Maracaibo, centro político – administrativo de la región zuliana. Políticamente se encuentra dividido en dieciocho (18) parroquia. La parroquia Santa Lucía, es una parroquia del municipio Maracaibo, toma su nombre de la parroquia Santa Lucía perteneciente a la Arquidiócesis de Maracaibo, dedicada a la devoción a Santa Lucía. El barrio Santa Lucía contenido en la parroquia es conocido popularmente como “El Empedrao” por sus calles de piedra siendo uno de los sectores fundadores de la ciudad de Maracaibo e ícono cultural del estado Zulia (Figura 1.2). 11 �Figura 1.2. Ubicación geográfica de la parroquia Santa Lucía. Fuente: www.Wikipedia.org. La parroquia Santa Lucía tiene una población estimada de 42.601 habitantes (2008), una superficie de 5,9 km² y una densidad de población de 7.220,51 habitantes por km². Se encuentra entre las parroquias Olegario Villalobos al norte (calle 77 ó Av. 5 de julio), el lago de Maracaibo al este, y la parroquia Bolívar al sur y oeste (calles 93, 88 y 85) y (Av. 9B, 8 y 4). Figura 1.3. Ubicación geográfica del área de estudio. Fuente: Alcaldía de Maracaibo, modificada por la autora (2015) 12 �1.3 Condiciones del relieve e hidrografía de la región. El relieve se presenta de acuerdo al Instituto Nacional de Estadística (INE) (s/f), en el Estado Zulia se pueden diferenciar cuatro grandes paisajes topográficos. En la parte occidental, en la frontera con la República de Colombia, se encuentra la Sierra de Perijá, cuya divisoria de aguas sirve de límite con Colombia. La sierra se divide en tres secciones: la Serranía de Motilones (continuación de los andes colombianos); al sur la Serranía de Valledupar y los Montes de Oca, al norte. En la costa oriental se encuentra la Sierra del Empalado o de Ciruma, reserva hidráulica de esa costa. La plataforma continental y el lago de Maracaibo (cuerpo de agua dulce más extenso de América Latina) conforman 3,5% del total del golfo de Venezuela. Las llanuras costeras de la Guajira Venezolana poseen valles fluvio-marinos, rellenos lacustrinos, paisajes del litoral marino y llanuras eólicas. La altiplanicie Maracaibo-Machiques posee paisajes de relieve plano y ondulado, planicies de denudación y ex playamiento, colinas, lomas pie de montinas de la sierra de Perijá y montañas bajas. La sierra de Perijá está formada por serranías de relieve accidentado, con alturas máximas de 3750 m.s.n.m. La depresión aluvial reciente del lago de Maracaibo está ocupada por el lago y por extensas planicies aluviales, de ex playamiento, desbordamiento y cenagosas. El relieve de la región está definido por dos conjuntos montañosos, de fuerte expresión topográfica los cuales enmarcan internamente la extensa depresión estructural del Zulia. Esta depresión o fosa de hundimiento tectónico ha evolucionado geomórficamente y en ella se han modelado los amplios paisajes de llanuras que bordean al lago, el cual ocupa la parte central de la depresión. El relieve es relativamente plano, presentándose algunas colinas bajas al oeste cerca de la Av. 4 (Bella Vista) de no más de 40 m y acantilados en la Av. El Milagro que no superan los 20 m, este relieve da lugar a numerosas cañadas que desembocan en el Lago de Maracaibo. 13 �1.3.1 Hidrografía La mayor expansión del estado es el lago de Maracaibo, con 12870 km 2 y unos 550 km de costa. Es el núcleo colector de todos los ríos de la zona. Los ríos provienen de tres divisorias de aguas; los de la costa occidental se originan en la sierra de Perijá. Las sub-cuencas más importantes son las de los ríos Guasare, Socuy, Cachirí, la del río Santa Ana y la del río Catatumbo. Al sur del estado, a través de las llanuras aluviales, desembocan los ríos que nacen en la cordillera andina, los cuales aportan una considerable carga sedimentaria que enriquece los suelos. La hidrografía del área está representada por las corrientes y flujos hídricos desarrollados en la región, la cañada Macuto drena las aguas de Santa Lucía y desemboca en el lago de Maracaibo. La cañada Macuto va cambiando de nombre según sea el sector por donde surca; por el cerro Leonardi la toma el nombre de Santa Clara hasta que llega a la avenida Unión o calle 84 (Av. Dr. Leonardi). Este brazo de la cañada continúa atravesando la prolongación de la carretera Unión y se dirige hacia la avenida 2D o calle Santo Tomás pasando por el puente del Atracadero por su lado oeste. 1.3.2 Condiciones climáticas El clima del estado Zulia está dominado por las altas temperaturas durante todo el año e influenciado por la presencia del lago y las cordilleras de los Andes al sur y de Perijá al oeste. Cerca del 80% del territorio tiene un régimen térmico elevado, mientras que el 20% restante está sujeto a variaciones derivadas de las diferencias de altitud. En el norte el clima es semiárido. El balance hídrico es negativo, con una evaporación que supera ampliamente a la precipitación. Las lluvias presentan gran variación espacial y temporal y disminuye progresivamente hacia el norte, hasta el clima semiárido de Maracaibo, con menos de 600 mm/año, concentrados principalmente entre noviembre y marzo, producto de los frentes fríos y el clima árido de la península de Paraguaná (< 200 mm/año). Cabe destacar, que sobre las riberas del lago domina el clima de sabana, caracterizado por temperaturas que pueden superar los 35 °C. La sequía normalmente abarca desde noviembre hasta abril. La sierra de Perijá cuenta con un clima tropical lluvioso con una estación seca de 2-3 meses, en la cual 14 �la precipitación desciende los 60 mm. El clima tropical lluvioso de selva representa las mayores precipitaciones en el estado. La temperatura media varía de 27,8º C en la costa del lago a 24º C hacia los piedemontes de Perijá y los Andes. Las temperaturas máximas medias varían de 32º C a 22º C y las mínimas medias de 22º C a 12º C. La humedad relativa media es muy alta tanto en las cercanías del lago como en los piedemontes (de 85% a 90%), mientras que en la zona costera del golfo de Venezuela varía de 75% a 80%. Las altas temperaturas en la región zuliana están asociadas con la sequía; al no haber agua hay mayor evaporación y mayor radiación; originando un déficit de precipitaciones. No existe un cambio de clima ya que las condiciones climáticas no han cambiado, lo que existe es una variabilidad climática (Anexo 1.1). Análisis climático regional y local En el análisis realizado se observó que para un periodo comprendido entre los años 2000 y 2013, las precipitaciones presentan gran variación espacial y temporal, en general el régimen es bimodal, las mayores precipitaciones ocurren a entre los meses de abril y noviembre, los valores más altos promediaron 61,52 mm al mes; a partir de septiembre se registra los mayores valores de humedad, promediando 75,16%. Los mayores valores de temperatura se registraron a mediados de año, entre los meses de junio y septiembre, con 29,93º C de temperatura promedio. Las precipitaciones en la ciudad de Maracaibo se caracterizan por la irregularidad en su distribución anual, aunada a la disminución progresiva de las áreas de infiltración como consecuencia de la intensa urbanización de la ciudad. Las características de la litología en la ciudad y la topografía de la zona de estudio, favorecen la erosión laminar y la formación de cárcavas en los taludes, aumentando la inestabilidad de los mismos. Por otro lado, la evaporación anual alcanza los 2000 mm/año, proporcionando un déficit de 1556,65 mm lo que justifica la sequía y el clima semiárido en la zona. Esto conlleva a que la red hidrográfica del municipio sea bastante escasa y no presenta cursos de agua considerables en la parroquia Santa Lucía. Considerando las precipitaciones ocurridas en los años 2004, 2005, 2006, 2010 y 2011, donde se menciona la situación de alto riesgo en el área de 15 �estudio y zonas vecinas, se realizó un análisis climático para determinar la relación existente entre las variables climáticas y sísmica (Anexo1.2). 1.4 Vegetación La vegetación del estado Zulia es muy variada y está caracterizada por presentar vegetación de bosque tropical muy seco. Entre la Alta Guajira y Castilletes se observa un paisaje pedregoso con especies vegetales como tunas, cardones y cujíes. El bosque húmedo tropical se observa hacia los 1000 m, en tanto que el bosque húmedo pre montano aparece hacia los 1500m y las especies más frecuentes son mijao, apamate, comoruco y araguaney. En el área de mayor elevación del Zulia, con alturas de 2500 a 3000 m, se encuentran especies como guácimo, saisai y covalonga. Para poder comprender del efecto de la vegetación sobre el suelo se requiere conocer las características específicas de la vegetación en el ambiente natural que se esté estudiando (Tabla 1.1). Entre los factores importantes se encuentran el volumen y densidad de follaje, tamaño, ángulo de inclinación y aspereza de las hojas, altura total de la cobertura vegetal, presencia de varias capas diferentes de cobertura vegetal, tipo, forma, profundidad, diámetro, densidad, cubrimiento y resistencia del sistema de raíces. Tabla 1.1 Componentes de las plantas y sus funciones Parte de la planta Función Raíz Anclaje, absorción, conducción y acumulación de líquidos. Tallo Soporte, conducción y producción de nuevos tejidos Hojas Fotosíntesis, transpiración Fuente: Suárez (1998). Las raíces cumplen una función muy importante de absorción. La retención de agua en el follaje demora o modifica el ciclo hidrológico en el momento de una lluvia, disminuyendo la rata de agua de escorrentía y su poder erosivo 16 �puede aumentar la rata de infiltración. Depende del tipo de vegetación, sus características y la intensidad de la lluvia. Los árboles de mayor volumen o densidad de follaje, demoran más el ciclo hidrológico al retener por mayor tiempo las gotas de lluvia. En el caso de lluvias muy intensas la retención de agua es mínima, pero en el caso de lluvias moderadas a ligeras, la retención puede ser hasta de un 30%, dependiendo de las características de la vegetación. Parte del agua retenida es acumulada en el follaje para luego ser evaporada. La evapotranspiración es un efecto combinado de evaporación y transpiración. Su efecto es una disminución de la humedad en el suelo. Cada tipo de vegetación en un determinado tipo de suelo, tiene un determinado potencial de evapotranspiración y se obtiene una humedad de equilibrio dependiendo en la disponibilidad de agua lluvia y nivel freático. La capacidad de una planta para consumir humedad del suelo depende del tipo y tamaño de la especie, clima, factores ambientales y características del suelo. En climas tropicales los volúmenes de evapotranspiración son mayores que en zonas con estaciones. El efecto más importante de la vegetación es la protección contra la erosión en todos los casos y con todo tipo de vegetación. La vegetación con mayor densidad de follaje amortigua más eficientemente el golpe de la lluvia y disminuye la erosión. En hierbas y pastos, la densidad y volumen del follaje actúan como un colchón protector contra los efectos erosivos del agua de escorrentía, se ha observado que donde hay árboles altos la erosión es menor que en el caso de arbustos. Además, las hierbas o maleza protegen mejor contra la erosión que los pastos. La mejor protección contra la erosión y los deslizamientos, se obtiene estableciendo conjuntamente todos los sistemas de vegetación, incluyendo los musgos y demás variedades. No hay mejor evidencia que mirar la naturaleza y observar cómo se conserva y protege ella misma. Las raíces refuerzan la estructura del suelo y actúan como anclajes en las discontinuidades uniendo materiales de los suelos inestables a mantos más estables. (Figura 1.4). 17 �Figura 1.4. Refuerzo de superficie de rotura por las raíces de los árboles. Fuente: Suárez (1998). La profundidad de refuerzo de las raíces comúnmente es de 20 cm, pero algunas especies tienen profundidades que permiten el anclaje a mantos de roca relativamente profundos. Por ejemplo, se conoce de eucaliptus con raíces hasta de 27 m y raíces de bosque tropical hasta de 30 m de profundidad, pero la mayoría de los árboles tienen raíces de profundidad hasta de 3 m, por lo que ésta es la profundidad hasta la que puede confiarse un refuerzo con raíces. Las características físicas de las raíces determinan el efecto de anclaje o refuerzo del suelo y la densidad del sistema radicular mejora la retención de las partículas o masas de suelo, aumentando la resistencia a la erosión. 1.5 Geología El subsuelo de la parroquia Santa Lucía está conformado por la formación El Milagro, de edad Pleistoceno, que toma su nombre de la Av. 2 (El Milagro) que comienza en esta parroquia donde aflora en los riscos bajos que bordean el lago de Maracaibo a lo largo del trazado de la avenida. Su localidad tipo está en el barrio El Milagro de la ciudad de Maracaibo y en los acantilados occidentales de la Av. El Milagro, a lo largo de la costa del lago. El tope de la formación aflora o se encuentra cubierto por espesores delgados de suelos "in situ" y aluviones recientes arrastrados por las 18 �principales cañadas del área, así como también por el escurrimiento laminar o en sabana predominante en la altiplanicie de Maracaibo. 1.6 Litología La formación consiste de arenas friables, finas a gruesas, muy micáceas, de color crema a pardo-rojizo, limos micáceos de color gris claro, interestratificados con arcillas arenosas, rojas y pardo-amarillentas y lentes lateríticos bien cementados. Hay dos capas de arcillas arenosas y limosas, con abundantes fragmentos y troncos de madera silicificada. Las capas de arcillas arenosas y limosas cubren horizontes caracterizados por abundantes nódulos de hierro y formación laterítica, que fueron interpretados como paleosuelos. El paleosuelo superior separa la gruesa unidad inferior de la sección arenosa, característica de la Formación El Milagro. El paleosuelo inferior está desarrollado sobre el centro del arco y separa la Formación El Milagro de una unidad verdosa, posiblemente equivalente a la Formación Onia (Figura1.5). Figura 1. 5 Mapa geológico regional de la Formación El Milagro. Fuente: Fuente: UCV (2006). 19 �La Formación El Milagro cubre el Arco de Maracaibo y se extiende hasta la parte noreste del lago de Maracaibo. Se observa también en el subsuelo del lago, y en el distrito Bolívar del estado Zulia. Su espesor varía de 0 a 33 m en el centro del Arco de Maracaibo, y aumenta rápidamente hacia el sur, alcanzando unos 150 m en el pozo Regional-1, a unos 10 km al suroeste de Maracaibo. En el subsuelo se desconoce su espesor. En la provincia del Arco de Maracaibo, la Formación El Milagro cubre estratos terciarios con discordancia angular, y está cubierta por sedimentos cuaternarios más jóvenes en forma discordante. Respecto al paleo ambiente, estos sedimentos son de aguas dulces y llanas, depositados a una distancia considerable del área fuente. Se considera que el ambiente de sedimentación de la Formación El Milagro es fluvio-deltaico y lacustino marginal. Existen autores que difieren afirmando que los sedimentos de la formación son de carácter fluvial y paludal, depositados sobre un amplio plano costanero y de poco relieve, y que estuvieron expuestos a la meteorización y anegamiento por lo menos tres veces durante el Cuaternario. Estas condiciones facilitaron la acción eólica y algunas capas pueden representar dunas (González de Juana, et al., 1980). El mapa geológico estructural Levantado por el Ministerio de Energía y Minas en al año 1977 a escala 1:500.000 presenta la falla de la Ensenada, de dirección sur norte, atravesando la ribera occidental del lago, pasando por la Concepción y prolongándose hasta la parte sur del Bajo San Francisco; constituye una falla de cabalgamiento, difícil de seguir en campo e interpretar en las fotos aéreas debido al espeso cubrimiento de arenas que predominan en el sector sur de Maracaibo. Al noroeste del Puente General Rafael Urdaneta, específicamente donde la Circunvalación No.1cambia de dirección noroeste a norte, en el barrio Bolivariano, parece manifestarse nuevamente, originado un cambio de relieve de colinas disceptadas o una topografía ondulada y plana correspondiente a los barrios: Sur América, El Silencio y Sierra Maestra. Así mismo, origina un cambio en la pendiente de topografía plana, a planos ligeramente inclinados hacia el Lago, en los alrededores del barrio San Jacinto al norte del área de estudio (Figura 1.6). 20 �Figura 1.6 Estudio Geológico de Maracaibo y sus alrededores. Fuente Ministerio de Energía y Minas 1977 1.7 Condiciones ingeniero geológicas de los suelos de la región. Litologías presentes en el área de estudio a) Arenisca arcillosa (Are-arc) Corresponde a la litología principal observada, con espesores que van desde 60 cm a 6 m. En general, se presentan como cuerpos masivos de colores amarillo ocre, gris claro a rojizo, de grano fino a muy fino, micáceos. Conforman rocas incompetentes, moderadamente duras, densas, con meteorización de moderada a alta y fracturada. b) Arcilla arenosa (Arc-are) Es la segunda litología predominante. Se presenta en capas de 25 cm a 5 m de espesor y lentes masivos de color amarillo claro y blanco a gris claro de grano muy fino, micáceas. Conforman rocas incompetentes, moderadamente duras, densas y fracturadas, con una meteorización de moderada a alta. c) Lateritas y nódulos (Lat/Nód) Es la tercera litología presente en el área de estudio. Se presentan en capas y lentes de color rojizo a amarillo oscuro, con espesores entre 20 cm y 2 m. Presenta nódulos arcillosos y ferruginosos cuyo tamaño va desde 0,5 a 40 21 �cm. Es una roca dura, altamente alterada. Los cuerpos lateríticos se forman por la descomposición de la roca y su lavado por corrientes de agua ocasionales. Las lateritas no son propiamente derivadas directamente de las rocas, sino que son el resultado del proceso físico químico que conlleva a la remoción gradual de sílice y sales solubles. Este proceso ocurre cuando el agua percola a través del suelo. Tabla 1.2. Valores del peso unitario de las muestras Límites de consistencia Las muestras extraídas presentan características propias de arena fina mal gradada con presencia de arcillas; considerando esta condición, sus respuestas líquidas y plásticas se ensayaron con el método de Límites de Consistencia. Los valores obtenidos se muestran en la Tabla 1.3 Tabla 1.3 Resultados de los ensayos para límites de consistencia 22 �Nivel freático Durante la toma de muestras y cortes de pared en los sitios prospectados en el área de estudio de los deslizamientos de material proveniente de los taludes del cerro Leonardi y cerro Alemán a la profundidad máxima de 45 cm, no se detectó la presencia de nivel freático o aguas de filtración. Equipos y herramientas utilizadas Para el reconocimiento geológico, geomorfológico y geotécnico se utilizaron herramientas como escalímetro, equipo GPS (Sistema de posicionamiento global), altímetro, piquetas, brújulas de geólogos, libretas de campo, planillas de recolección de datos geotécnicos, mapa (topográfico y geológico), lápices, cinta adhesiva, marcadores, cinta métrica y lupa. 1.8 Procesos y fenómenos geológicos de la región. 1.8.1 Lluvias En la región tienen lugar diversos procesos y fenómenos geológicos los cuales están en función de la geodinámica del territorio. Podemos clasificarlos como: Erosión continental. La erosión hídrica presente en el territorio reviste en aquellos espacios geográficos sujetos a condiciones climáticas en donde imperan abundantes y frecuentes lluvias de alta intensidad. El agente activo de este tipo de erosión es el agua en forma de lluvia. Es ocasionada por fuerzas hidráulicas que actúan sobre las partículas de suelo, produciendo su desprendimiento y posterior transporte y depósito. El grado de la pendiente regula la velocidad de circulación del agua sobre la superficie de forma casi exclusiva. La longitud de la pendiente influye en la velocidad por las alturas de agua acumuladas en la parte baja de las pendientes; tales alturas son mayores cuanto más extensas son las vertientes en la parte superior. En un suelo sin protección vegetal, en áreas de montaña tropical, se calculan hasta 50 m3 de suelo removido por hectárea, en una lluvia fuerte de una hora de duración. Al profundizarse y ampliarse los surcos de erosión se convierten en cárcavas. En este proceso una cárcava con cauce en V captura a las vecinas y va transformando su sección de una V ampliada a U. 23 �Existen dos tipos de cárcavas: las continuas, que no tienen cabeza con escarpe vertical importante y ocurren en suelos granulares o cohesivos al deteriorarse la cobertura vegetal por acción de los surcos de erosión y las cárcavas con escarpe vertical superior, que generalmente ocurren en suelos cohesivos o con coberturas densas de raíces, son retrogresivas con avance y rotura de los taludes resultantes por esfuerzo al corte o volteo. En ocasiones se agrava el proceso por afloramiento de agua subterránea en el pie del escarpe formado. 1.8.2 Sismicidad. Los deslizamientos activados por sismos generan fuerzas inerciales dentro de la ladera, las cuales aumentan los esfuerzos cortantes actuantes en la superficie de deslizamiento. Lo que provocar desprendimientos de bloques, deslizamientos, flujo de suelos y avalanchas, depende de las características de la ladera, su topografía, propiedades de las rocas, el nivel freático y el tipo de vegetación, además de la magnitud del sismo. Los principales eventos sísmicos registrados en la región ocurrieron en el 2004, 2005, 2006, 2010 y 2011se presentan gráficamente en Tabla1.3 y Gráfico 1.1 que han causado considerables daños a la comunidad de valle Frio. Para validar esta información, se descargaron los archivos digitales de la página web de Funvisis de los años 2010 y 2011. De los años anteriores al 2007 y posteriores al 2011y no se encuentro disponible la información. A pesar de ello, a través de los medios de información digitales se corroboraron los siguientes movimientos telúricos en la región: En el año 2005, una cadena de ocho sismos se registró entre las 7:48 y las 11:30 de la mañana del 24 de mayo; con epicentro al sureste del municipio Lagunillas. Uno de los temblores alcanzó 5,0 grados de magnitud en la escala de Richter y profundidad superficial de 10,1 km. El segundo evento, ocurrido a las 9:43 am, alcanzó 5,0 de magnitud en la escala de Richter. El resto de los temblores tuvieron una intensidad menor a 3,7 grados. Las ondas sísmicas lograron gran alcance porque tuvieron una profundidad superficial, inferior a 50 km. En el área de estudio hubo un deslizamiento de material el 13 de junio. 24 �El día 5 de agosto hubo un desprendimiento de masa rocosa que conformaba parte del talud del cerro Leonardi, por lo que la empresa Geoproyect, C.A. realizó una diagnosis sobre riesgo geológico y una evaluación del desprendimiento de la Formación El Milagro en el cerro Leonardi para la alcaldía del municipio Maracaibo. Uno de los factores considerados fue la sismicidad registrada en áreas cercanas a la ciudad de Maracaibo, encontrando que los días previos al deslizamiento, ocurrieron 6 eventos cuyo rango de magnitudes varían entre 3,6 y 2,9 en la escala de Richter. Los eventos fueron superficiales, siendo la profundidad máxima igual a 13,2 km. Grafico 1.1 Sismos registrados previo al desprendimiento ocurrido en Agosto del 2005 Tabla 1.4 Sismos registrados en Agosto del 2005 Sismos registrados previos al desprendimiento ocurrido en agosto del 2005. Fuente: Geoproyect (2005). En el año 2006, el 1 de enero se registró un evento sísmico con una magnitud de 5,0 en la escala de Ritcher, con epicentro a 59 km. al suroeste de las Islas Los Monjes y una profundidad de 91 km. Seguidamente, el 3 de 25 �enero se registró otro evento sísmico con magnitud de 5,0 en la escala de Ritcher, epicentro a 64 km. al sureste de Villa del Rosario y a unos 59 km. al suroeste de La Concepción. Este evento tuvo una réplica 7 minutos después de magnitud de 2,6 en la escala de Ritcher, manteniendo el mismo epicentro y con una profundidad de 5,8 km. En el área de estudio hubo un deslizamiento de material el 22 de enero. En las siguientes figuras (Figuras 1.7 y 1.8) se observa la sismicidad registrada en áreas cercanas a la ciudad de Maracaibo, en los meses en los que se registraron los deslizamientos durante los años 2010 y 2011. Figura 1.7 Eventos sismológicos del año 2010. Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS) 26 �De lo anteriormente expuesto, se puede concluir, que la lluvia es uno de los principales factores que afecta la estabilidad de laderas, los deslizamientos ocurren durante o después de los períodos de lluvia, los terrenos de la formación el Milagro, tiene muchas variaciones litológicas, lo que favorece la erosión. Otro factor que influye para la ocurrencia de los deslizamientos son los sismos, cuando se presenta uno se generan fuerzas inerciales dentro del talud, las cuales aumentan los esfuerzos cortantes que actúan en la superficie de deslizamiento, provocando desprendimientos de bloques, deslizamientos, flujo de suelos y avalanchas, dependiendo de las características intrínsecas de la ladera. Figura 1.9 Eventos sismológicos durante el año 2011. Fuente: Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS). 27 �CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO INGENIERO GEOLOGICO PARA EL ESTUDO DE LOS DESLIZAMIENTOS EN LOS CERROS LEONARDI Y CERRO ALEMAN DE LA PARROQUIA SANTA LUCIA, MARACAIBO. 2.1. Introducción. Durante las últimas décadas se han implementado numerosas estrategias para la gestión de riesgos por deslizamientos. La experiencia obtenida en muchos países estimula el uso de mapas de zonificación de amenaza y riesgo para el ordenamiento territorial y la gestión de emergencias (Cascini et al., 2005) y muestra que existe la necesidad de métodos estándares y reproducibles para evaluación y zonificación de los procesos y fenómenos por deslizamientos. Desafortunadamente existe poca consistencia entre los diferentes tipos de estrategias y procedimientos producidos en diferentes países en el mundo, o por diferentes instituciones de un mismo país, e incluso dentro de una misma institución. Por lo general la terminología empleada no es uniforme y con frecuencia las leyendas no están acompañadas por definiciones que faciliten el uso de los mapas. Esta necesidad de métodos de evaluación constituyó en el objetivo inicial de la conformación de un aporte al servicio geológico venezolano. Este capítulo tiene como objetivo contribuir con un procedimiento para el estudio y valoración de los deslizamientos. Se trata de presentar una guía metodológica que permita una valoración más exacta para el conocimiento de estos y contribuir al uso más racional del medio y de su ordenamiento territorial. 2.2. Estudio básico, revisión y análisis de información temática existente Esta etapa incluye la captura y análisis de la información existente del sitio de estudio. Esto incluye mapas topográficos, publicaciones geológicas, artículos en periódicos o en revistas, fotos que describan la historia del sitio, informes geotécnicos, geológicos o geomorfológicos, registros de perforaciones, bases de datos, registros de pozos de agua, precipitaciones, deshielos, entre otros y por lo tanto requiere una interacción a nivel interinstitucional, entre las instituciones que poseen información que se debe 28 �analizar, los gobiernos locales, regionales, oficinas de planificación y transporte, instituciones de protección civil, bomberos, institutos hidrológicos y meteorológicos, institutos sismológicos, universidades, para poder generar una solución a la problemática existente. 2.2.1. Informe de testigos presenciales En el caso de estudios locales se debe identificar e interrogar sistemáticamente a personas que viven cerca del sitio, con el fin de obtener información acerca de la estabilidad de las laderas en el área y las características de eventos pasados. Sus informes deben registrarse con detalle, fechas y cualquier dato cuantitativo que ellos puedan recordar. 2.2.2. Análisis de productos de sensores remotos En el caso de estudios regionales de pequeña escala o de un gran deslizamiento individual, se pueden utilizar imágenes satelitales como ayuda para el mapeo e inventario de movimientos en masa. En algunos casos, se pueden compilar mapas topográficos o modelos del terreno mediante imágenes satelitales. Para cualquier proyecto siempre se debe realizar la interpretación multitemporal de fotografías aéreas. Con fotos de mayor detalle. Es deseable usar fotos de diferentes años, especialmente para identificar movimientos en masa ya ocurridos, lo cual permite tener una idea multitemporal de su ocurrencia y del grado de preservación de los depósitos asociados a estos para una zona determinada. 2.2.3. Análisis del terreno y cartografía preliminar Es importante en cada caso establecer el marco geomorfológico de cada lugar, identificar las características y origen de las geoformas en el área, los tipos de materiales que se pueden esperar, y los procesos geomorfológicos que ocurran o puedan ocurrir. La escala del análisis dependerá de la escala del proyecto, pero los mapas del terreno no deben ser de escala menor a 1:25.000. Los mapas se elaboran primordialmente basándose en cartografía existente y fotografías aéreas, pero a continuación deben verificarse y actualizarse a través del trabajo preliminar en terreno. 29 �2.2.4. Inventario de movimientos en masa Todas las ocurrencias de los deslizamientos próximas a la localidad deben registrarse en un mapa de inventario y en una base de datos que incluya: tipo de movimiento en masa, magnitud, tiempo de ocurrencia o de su reactivación y datos similares. No todo inventario necesita el detalle completo del formulario estándar, se deben realizar las simplificaciones adecuadas de acuerdo al caso; el grado de detalle requerido depende de la escala del estudio. El inventario debe incorporar inicialmente los datos obtenidos del desarrollo de las tareas 1 a 4, de la Figura 2.1. Luego, debe actualizarse con la información recogida durante el trabajo en terreno. Figura 2.1. Procedimiento general para la realización de un estudio de deslizamientos. 2.3. Investigaciones preliminares. 2.3.1. Reconocimiento La investigación de cada sitio debe comenzar por un trabajo de reconocimiento de sitio. Si el presupuesto lo permite, la observación aérea, así como las fotos tomadas desde un helicóptero o desde una cámara fija al 30 �ala de un avión, pueden ser muy útiles en terrenos inaccesibles. Es también útil tener una vista general del sitio desde un ángulo preferencial. Se deben realizar los recorridos de campo con el fin de cubrir los vacíos de información, reconocer en el terreno las unidades que se bosquejaron en las fotos aéreas, y comprobar los tipos de suelos y de rocas y los sitios con deslizamientos. Los afloramientos de suelo y roca deben registrarse con su localización y elevación altimétrica. En el levantamiento geológico se deben registrar cuidadosamente las características geológicas de los materiales aflorantes estrechamente relacionados con sus características físicas mecánicas como unidades litológicas y límites estratigráficos, tipos de suelos y rocas, grado de meteorización, elementos estructurales (diaclasas, fallas, foliaciones, esquistosidad), evidencia de filtraciones y signos de inestabilidad (grietas, material triturado, flexiones, cambios en la vegetación, etc.). En general, la observación de rocas o suelos debe tratarse con tanto cuidado como los datos de una perforación exploratoria. 2.3.2. Investigación de subsuelo La investigación del subsuelo se requiere sólo en casos donde pueden ocurrir movimientos en masa profundos. En nuestro caso es necesaria en la evaluación de los deslizamientos de flujos, que cubran áreas de gran extensión. La perforación debe ser supervisada por un inspector calificado, que obtenga muestras y registre la información del subsuelo. Siempre que sea posible deben realizarse ensayos in situ, tales como el de penetración estándar o la prueba dinámica con conos en suelos granulares, o el ensayo de veleta de campo (vane test) en suelos cohesivos. Deben instalarse piezómetros y tomar datos de éstos. 2.3.3. Geofísica. La geofísica puede suplir la falta de información subsuperficial directa; sin embargo, es peligroso confiar en los perfiles geofísicos sin una verificación del terreno. La aplicación de métodos geofísicos está orientada a identificar contactos, tener una idea de las condiciones del macizo rocoso, distinguir unidades arcillosas o arenosas y localizar el nivel freático. 31 �2.3.4. Instrumentación Se deben instalar instrumentos de monitoreo de acuerdo con la necesidad, aprovechando adecuadamente las perforaciones realizadas. Alrededor de los piezómetros se debe colocar un relleno de arena sellando arriba y abajo de éste con bentonita, para cerciorarse que la presión de poros leída corresponda a una profundidad específica. Los piezómetros del tipo Casagrande, no son costosos, y consiste de un elemento poroso unido a un tubo que va hasta la superficie del terreno. Se deben instalar inclinómetros en sitios donde puedan ocurrir movimientos en masa. Para identificar movimientos también se pueden realizar monitoreo de puntos o de líneas de referencia en la superficie, empleando por ejemplo un sistema de posicionamiento global diferencial. 2.3.5. Análisis Es importante seleccionar el método de análisis más apropiado, según el alcance y propósito de la investigación, y a la disponibilidad de los datos. Si se emplean programas de computador, deben ser seleccionados cuidadosamente y tener en cuenta que muchos modelos modernos de programas de computador requieren datos detallados, que no están disponibles comúnmente en investigaciones de rutina. Los resultados del análisis mediante el software pueden depender totalmente de la calidad de los datos proporcionados por el usuario. Quienes usen el software deben estar familiarizados con su función y deben por lo menos comprender la teoría básica que hay detrás de su uso. Hay que recordar que ningún programa de computador existente substituirá a un analista con experiencia y bien informado. 2.3.6. Informes Es importante distinguir entre los informes de carácter científico o ingenieril o de carácter interno, de aquellos informativos y para uso externo por el público. El con-tenido de ambos es similar pero los segundos deben ser más generales, explicativos y orientados hacia el usuario. Asimismo, deben explicarse conceptos que un usuario no técnico podría ignorar, tales como 32 �terminología, métodos, etc. Los informes de evaluación de amenazas deben tener como mínimo el siguiente contenido: 2.4. Caracterización Geomecánica del macizo donde se desarrollan los deslizamientos. Los macizos rocosos, como medios discontinuos, presentan un comportamiento geomecánico complejo. Con este objetivo surgieron las clasificaciones geomecánicas, que aportan, mediante la observación directa de las características de los macizos rocosos y la realización de sencillos ensayos, índices de calidad relacionados con los parámetros geomecánicos del macizo y sus características frente a los taludes. La clasificación RMR, desarrollada por Bieniawski constituye un sistema de clasificación de macizos rocosos que permite relacionar índices de calidad con parámetros geotécnicos. Para aplicar la clasificación RMR, se divide el macizo rocoso en zonas con características geológicas más o menos uniformes de acuerdo con las observaciones hechas en campo referentes a las propiedades y características de la matriz rocosa y de las discontinuidades. Una vez obtenidas las puntuaciones que resultan de aplicar los cinco parámetros de clasificación, se efectúa la corrección por orientación de discontinuidades y se obtiene un valor numérico con el que se clasifica finalmente el macizo rocoso. Esta clasificación distingue cinco clases, cuyo significado geotécnico se expresa en la tabla 2.1; a cada clase de macizo se le asigna una calidad y unas características geotécnicas. Tabla 2.1. Calidad de macizos rocosos aplicando el índice RMR 33 �Esta clasificación proporciona una estimación inicial de los parámetros del macizo rocoso a bajo coste y de manera sencilla, no obstante, debe ser considerada como una simplificación, ya que no tiene en cuenta otros aspectos como la deformabilidad del macizo y debe ser aplicada con criterio y en base al conocimiento y experiencia previa. Para el análisis de roturas por grupos de discontinuidades se puede utilizar el siguiente procedimiento:  Determinar los grupos de juntas más “significativos”, evaluando su valor relativo dentro de la familia de las diaclasas, en cuanto a posibilidad de ocurrencia de un movimiento.  Para cada grupo determinar su orientación, buzamiento, espaciamiento, abertura, resistencia al corte, entre otros factores.  Estudiar por medio de bloques en el espacio las diversas posibilidades de ocurrencia de roturas.  Hacer el análisis de estabilidad de cada uno de los bloques identificados. Se debe en todos los casos estudiar la posibilidad de ocurrencia, no sólo de roturas al corte, sino de roturas por volteo y roturas de grupos de bloques. En estos casos, se estudia la estabilidad del talud en el espacio en tres dimensiones, ya que una masa de roca fracturada es altamente anisotrópica respecto a su resistencia al corte. Una combinación progresiva de grupos de diaclasas es un problema complejo por la dificultad para definir una superficie de rotura, que puede vincular varios grupos diferentes de discontinuidades. La resistencia de la matriz rocosa puede ser estimada en el afloramiento mediante índices de campo o a partir de correlaciones con datos proporcionados por sencillos ensayos de campo, como el ensayo de carga puntual PLT o el martillo Schmidt. Los índices de campo permiten una estimación del rango de resistencia de la roca. Los criterios para su identificación aparecen descritos en la Tabla 2.2 y deben ser aplicados sobre la roca una vez limpiada la capa de alteración superficial 34 �Tabla 2.2. Identificación del grado de meteorización Clase Descripción Identificación de campo Aproximación al rango de resistencia a compresión simple (Mpa) SI Arcilla muy blanda El puño penetra fácilmente varios cm < 0,025 S2 Arcilla débil El dedo penetra fácilmente varios 0,025-0,05 cms. S3 Arcilla Se necesita una pequeña presión 0,05-0,1 para hincar el dedo. S4 Arcilla rígida Se necesita una fuerte presión para 0,1-0,25 hincar el dedo. S5 Arcilla muy rígida Con cierta presión puede marcarse 0,25-0,5 con la uña. S6 Arcilla dura Se marca con dificultad al presionar > 0,5 con la uña. R0 Roca Se puede marcar con la uña. 0,25-1,0 extremadamente R1 Roca muy blanda La roca se desmenuza al golpear con la punta del martillo. Con una navaja se talla fácilmente. R2 Roca blanda 1,0-5,0 Se talla con dificultad con una navaja. 5,0-25 Al golpear con la punta del martillo se producen pequeñas marcas R3 Roca moderadamente No puede tallarse con la navaja. 25-50 dura Puede fracturarse con un golpe fuerte del martillo. R4 Roca dura Se requiere más de un golpe con el 50-100 martillo para fracturarla. R5 Roca muy dura Se requieren muchos golpes con el martillo para fracturarla. R6 100-250 Roca extremadamente Al golpearlo con el martillo sólo saltan . > 250 dura esquirlas. Fuente: ISMR 1981 35 �Con los valores de resistencia obtenidos se puede clasificar la matriz rocosa en base a los criterios de la Tabla 2.3. Tabla 2.3. Clasificación basada en la resistencia de la roca Resistencia a Descripción compresión simple (Mpa) 1-5 Muy blanda 5-25 Blanda 25-50 Moderadamente dura 50-100 Dura 100-250 Muy dura Extremadamente dura Fuente: Vallejo (2004). La morfología de un movimiento en masa permite obtener valiosa información tanto del tipo de movimiento como de su génesis. Existe una caracterización a partir de los elementos que lo componen. La presencia o ausencia de tales elementos y sus relaciones dimensionales y espaciales, permiten definir su tipología. A los taludes a los cuales se les realizaron los análisis de estabilidad, se le calculó el factor de seguridad “FS”. 2.5 Factor de seguridad FS = Fuerza Resistentes Fuerza Motriz 36 �Tabla 2.4. Condiciones de estabilidad cinemática asociada a los taludes y laderas Tabla 2.5. Rangos de seguridad (FS) Los rangos de estabilidad obtenidos son representados en el mapa de estabilidad cinemática aplicado a laderas y taludes, asignándole el color correspondiente a cada talud, según la clasificación a la condición de estabilidad (Tabla 2.6), para obtener como resultado el mapa de estabilidad cinemática (Anexo2.1). 37 �Tabla 2.6 Rangos de factor de seguridad (colores estándar) En este capítulo se llega a la conclusión que con toda la información recabada y con la metodología adecuada para el procesamiento del análisis de los resultados, se obtuvo que gracias a la recopilación de información y de los mapas existentes para realizar un estudio a detalle se pueda culminar con los objetivos propuestos. CAPITULO III. EVALUACION INGENIERO GEOLOGICAS DE LA OCURRENCIA DE LOS DESLIZAMIENTOS EN EL SECTOR VALLE FRIO, PARROQUIA SANTA LUCIA, MARACAIBO. 38 �3.1 Introducción Este capítulo proyecta los resultados de los análisis realizados en el área de estudio según el procedimiento antes señalado, se brinda un estudio y evaluación de los deslizamientos que tienen lugar, sus causalidades, sus condicionalidades y sus factores disparadores que los provocan. Al mismo tiempo se brinda un conjunto de medidas pasivas y activas que permitan estabilizarlos y estabilizar el medio. 3.2 Tipos de deslizamientos. En este epígrafe se presentan definiciones para las siguientes clases de movimientos por deslizamientos: desprendimientos, deslizamientos, y flujos. Se menciona la relación del intervalo de velocidades típicas con la escala de velocidades propuesta por Cruden y Varnes (1996), la cual se presenta en la Tablas 3.1. TABLA 3.1. Tipos de deslizamientos que tienen lugar en la región Tipos Caídas Deslizamientos Flujos Sub tipos  Caídas de rocas,  Caídas de suelo y rocas.  Desprendimientos de rocas  Deslizamientos por estratos  Deslizamientos por cuñas.  Deslizamientos rotacionales  Deslizamientos Traslacionales  Flujos de lodo secos  Flujos hídricos de sedimentos de distinta granulometría.  Flujos por licuación de suelos Los deslizamientos que tiene lugar en el área de estudio según la tabla 3.1 en: 39 �a) Caída (Fall), es un tipo de movimiento en el cual uno o varios bloques de suelo o roca se desprenden de una ladera, sin que a lo largo de esta superficie ocurra desplazamiento cortante apreciable. Una vez desprendido, el material cae desplazándose principalmente por el aire pudiendo efectuar golpes, rebotes y rodamiento. Dependiendo del material desprendido se habla de una caída de roca, o una caída de suelo. Una característica importante de las caídas es que el movimiento no es masivo. Existe interacción mecánica entre fragmentos individuales y su trayectoria, pero no entre los fragmentos en movimiento. Figura 3.1. Caídas de rocas. b) Deslizamiento (Slide), son movimientos ladera abajo de una masa de suelo o roca cuyo desplazamiento ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de falla, o de una delgada zona en donde ocurre una gran deformación cortante, se clasifican los deslizamientos, según la forma de la superficie de falla por la cual se desplaza el material, en traslacionales y rotacionales. Los deslizamientos traslacionales a su vez pueden ser planares o en cuña. c) Deslizamiento traslacional (Translational slide), es un tipo de deslizamiento en el cual la masa se mueve a lo largo de una superficie de falla plana u ondulada. En general, estos movimientos suelen ser más 40 �superficiales que los rotacionales y el desplazamiento ocurre con frecuencia a lo largo de discontinuidades como fallas, diaclasas, planos de estratificación o planos de contacto entre la roca y el suelo residual o transportado que yace sobre ella. La velocidad de los movimientos traslacionales puede variar desde rápida a extremadamente rápida. Figura 3.2 Deslizamientos por la estratificacion. Figura 3.3 Deslizamientos en cuña. d) Flujos secos, para la mayoría de los movimientos de este tipo se requiere cierto contenido de agua. Sin embargo, ocurren con alguna frecuencia pequeños flujos secos de material granular y se ha registrado un número considerable de flujos grandes y catastróficos en materiales secos. e) Flujo hídricos de sedimentos (Debris flows), es un flujo muy rápido a extremadamente rápido de detritos saturados, no plásticos que transcurre principalmente confinado a lo largo de un canal o cauce con pendiente pronunciada. Se inician como uno o varios deslizamientos superficiales 41 �de detritos en las cabeceras o por inestabilidad de segmentos del cauce en canales de pendientes fuertes. Sus depósitos tienen rasgos característicos como albardones o diques longitudinales, canales en forma de u, trenes de bloques rocosos y grandes bloques individuales. Los flujos de detritos desarrollan pulsos usualmente con acumulación de bloques en el frente de onda. Como resultado del desarrollo de pulsos, los caudales pico de los flujos de detritos pueden exceder en varios niveles de magnitud a los caudales pico de inundaciones grandes. Esta característica hace que los flujos de detritos tengan un alto potencial destructivo. Figura 3.4 Esquema de flujos que tienen lugar en la región. 3.3. EVALUACION GEOTECNICA Las rocas que aparecen en el área de estudio son rocas sedimentarias. Las areniscas presentes en el área están constituidas por granos cuyo tamaño varía de 60 mm a 70 mm, el mineral más frecuente es el cuarzo. El cemento de óxido de hierro puede dar un color rojo a la roca y el dióxido de hierro un color marrón a amarillo. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS) es un sistema de clasificación usado en Geotecnia; y se aplicó a las muestras de suelos del área para obtener su clasificación. 3.3.1 Recopilación y evaluación de la información existente: 42 �Consistió en la búsqueda e interpretación de información geológica, topográfica, geotécnica, climatológica y sismológica de carácter regional y local. La documentación adquirida fue la siguiente:  Planos digitales de la división geopolítica del municipio Maracaibo.  Cartas Cartográficas a escalas 1:100000,  Informes técnicos de los siniestros ocurridos en el área de estudio.  Imágenes satelitales.  Boletines climáticos.  Boletines sismológicos.  Información geomorfológica.  Información bibliográfica relacionada con eventos de esa naturaleza.  Noticias sobre los deslizamientos ocurridos en la zona en periódicos.  Encuestas y entrevistas a la comunidad. 3.3.2 Reconocimiento en campo Esta etapa se realizó:  Delimitar el área de estudio.  Definir las estaciones y realizar las mediciones necesarias para generar el mapa topográfico del área de estudio.  Identificar las geoformas existentes y definir los procesos geomorfológicos que han actuado en el área de estudio.  Reconocer y caracterizar en el área de estudio los productos de la meteorización.  Identificar la litología y las estructuras geológicas presentes.  Aplicar métodos de campo que indiquen la calidad de los macizos rocosos en superficie. Se definió el área de estudio, con la realización del levantamiento planimétrico y las mediciones de coordenadas UTM y altitud en 195 43 �estaciones. (Figura 3.5). Con esta información, se comenzó a elaborar el mapa topográfico. Para la caracterización geológica y geotécnica se realizó un reconocimiento en la zona de estudio; se ubicaron los afloramientos y se describieron sus características geométricas, litológicas, estructurales y geotécnicas. 3.3.3 Toma de muestras Se efectuó el procedimiento de muestreo de pared (calicatas de pared), Se logró extraer los monolitos para sus respectivos análisis de laboratorio y estos son los resultados granulométricos efectuados a las muestras tomadas en campo. Las curvas granulométricas son presentadas en el anexo 3.1. Figura 3.5 Registro de resultados de calicatas realizadas Las muestras obtenidas de las calicatas fueron analizadas por medio de los siguientes ensayos convencionales: a. Análisis visual 44 �b. Peso unitario. c. Límites de plasticidad d. Análisis granulométrico por tamizado e. Clasificación basada en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) Considerando los resultados obtenidos a través del análisis granulométrico, las muestras fueron clasificadas según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) como se muestra. (Tabla 3 .2). Tabla 3.2. Clasificación basada en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.) SP- Arenas mal gradadas SC con arcilla SC Arenas arcillosas CH Arcillas de alta plasticidad Considerando los resultados obtenidos a través del análisis granulométrico y el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.), la litología presente en el área de estudio corresponde a arena mal gradada con arcilla (SP-SC), con estratificaciones de arenas arcillosas (SC) y arcillas de alta plasticidad (CH) con presencia de capas laterítica, nódulos arcillosos y concreciones ferruginosas en algunas zonas. Los resultados de laboratorio arrojaron un valor mínimo de humedad natural de 1,38 % y un valor máximo de 3,3 %. El promedio general para el cerro Leonardi es de 2,6 % y para el cerro Alemán es de 3,3 %. Humedad Natural: Los resultados de laboratorio arrojaron un valor mínimo de humedad natural de 1,38 % y un valor máximo de 3,3 %. El promedio general para las estaciones del cerro Leonardi es de 2,6 % y para el cerro Alemán es de 3,3 % (Tabla 3.3) 45 �Tabla 3.3. Humedad natural de las muestras . Las muestras extraídas arrojaron un valor promedio para el Límite Líquido de 28,79 % y no presentaron características representativas para calcular su Límite Plástico. El Índice de Plasticidad tiene un valor promedio de 24,34 %. Los valores determinados de peso unitario varían entre 1,48 gr/cc y 1,69 gr/cc en los suelos del área de estudio (tabla 3.4). 3.4. Actividades geotécnicas realizadas en el área de estudio Mapa Topográfico. Los datos obtenidos de las estaciones fueron ingresados en la aplicación Google EarthTM, Se utilizaron las aplicaciones SurferTM v.12 y AutocadTM v.2012 para realizar el mapa topográfico y el bloque diagramático preliminar del área de estudio (Anexos 3.2 y 3.3). Del programa Googleozi™ se empleó la aplicación shareware™ para descargar los mapas de Google™ y para la calibración de OziExplorer™ y otros archivos de mapas. El mapa geológico local Se obtuvo a partir del mapa geológico de Venezuela, utilizando el software ArcGisTM v.10 (Anexo 3.4). Análisis de procesos geomorfológicos Un análisis de las unidades geomorfológicas muestran que las colinas constituyen los relieves más sobresalientes en la altiplanicie de Maracaibo y están drenadas por pequeños cursos de régimen intermitente que confluyen a las cañadas Juan López, La Arreaga y La Morillo, cuyos cauces en su parte media y en los topes de las colinas han sido modificados y rellenados, haciendo que los escurrimientos producto de las lluvias se desplacen a lo largo de calles y avenidas. 46 �Estos relieves relativamente accidentados transicionan de semiondulados a planos. Presentan desniveles de 10-15 m e incluso, hasta 20 m con respecto al nivel del lago. Los datos obtenidos se emplearon considerando la información topográfica y geológica. El trazado costero se presenta muy irregular con entrantes y salientes, áreas deprimidas y levantadas, relacionadas con los últimos movimientos de las fallas activas y recientes, que atraviesan el lago y la ciudad de Maracaibo en sentido sureste-noroeste. Análisis geotécnico A partir de la información recopilada en las fichas de reconocimiento geotécnico de macizo rocoso se realizó un análisis geotécnico de los taludes presentes en el área de estudio que arrojó las siguientes observaciones. Tabla 3.4 Ensayos granulométricos de la muestras 1-6 47 �Estratos Las estructuras observadas en campo, muestran una proyección hemisférica donde se ha representado la concentración de polos de todos los planos de estratificación medidos en el área de estudio. En este diagrama se observa que los planos de estratificación presentan dos tendencias principales: una de rumbo NO con buzamiento hacia el NE y la otra de rumbo NE con buzamiento hacia el SE. Diagrama de concentración de polos Diagrama de concentración de de los planos de estratificación del área polos de estudio. de los diaclasamiento del planos de área de estudio. Figura 3.6 Diagrama de concentración de los polos de estratificación y planos de diaclasamiento Diaclasas Esta figura define dos sistemas de diaclasas principales, cuyas orientaciones son: las diaclasas 1 con rumbo hacia el NE y buzamiento hacia el SE y las diaclasas 2 con rumbo hacia el NO y buzamiento hacia el SO. También se observó un tercer sistema de diaclasas, atenuante. Finalmente podemos afirmar que Geomecánicamente los macizos tienen una calidad Media (Clase III), para estos macizos el valor del RMR se encuentra en el intervalo 60-41, correspondiente la clase III de acuerdo a la clasificación de Bieniawski. El valor del GSI oscila entre 50 y 60 la cohesión puede encontrarse entre 2 y 3 Kg/cm2 y el ángulo de fricción interna entre 25º y 35º. Estos macizos están estratificados y diaclasados, sus superficies se encuentran de moderada a altamente meteorizadas, ligeramente rugosas, con aberturas mayores a los 5 mm y frecuentemente presentan rellenos 48 �blandos como arena y ocasionalmente raíces. La estabilidad de este material está condicionada por una continua erosión. Los márgenes superiores y zonas al pie de los taludes están expuestos a eventos propios de una intensa actividad antrópica. Estas características se observan en las estaciones 04, 05, 06 y 07, correspondientes al cerro Leonardi y en la estación 08, correspondiente al cerro Alemán. Macizos con Calidad Mala (Clase IV):El valor del RMR en estos macizos puede variar entre 40 y 21, correspondiente a la clase IV de acuerdo a la clasificación de Bieniawski. Por otra parte, el valor del GSI puede encontrarse entre 20 y 35. Estos macizos presentan valores de cohesión que varían entre 1 y 2 Kg/cm2, así como los ángulos de fricción interna entre 15º y 25º. Corresponden a macizos estratificados, fuertemente diaclasados y fracturados. Las superficies de las diaclasas se muestran rugosas, muy meteorizadas, con aberturas superiores a los 5 mm y predominan los rellenos blandos. Se presenta un material granular fino a muy fino, moderadamente permeable a impermeable, cohesivo, con una densidad relativa media-baja y una moderada capacidad de carga. La estabilidad de este material está condicionada por una continua erosión y lavado debido a la actividad hídrica incipiente. La estructura está expuesta a eventos propios de actividad antrópica. También se puede indicar que el estado físico de la roca en estas unidades formacionales corresponde a dos tipos: roca meteorizada blanda fracturada (RMbf) y roca muy meteorizada blanda fracturada (RmMbf). Frecuencia. Los datos de frecuencias tomados en las 07 estaciones donde se observaron procesos de diaclasamiento en la roca, se muestra la tendencia de estas diaclasas, la primera corresponde a una familia de diaclasas con frecuencias de 2:1 y la segunda de 3:1. Separación: Se puede apreciar la separación de las diaclasas observadas en las diferentes estaciones, distinguiéndose dos tendencias: la primera, que representa familias de las diaclasas 1, que tienen entre 0,10 a 0,40 m de separación y la segunda, correspondiente a las diaclasas 2, que tienen entre 0,15 a 0,60 m. Estas tendencias son indicativas de que los bloques poseen pequeñas dimensiones, aunque pudieran alcanzar mayores volúmenes ya 49 �que se observaron separaciones mayores a 1 m dentro de una misma familia de diaclasas. Tabla 3.5. Datos de Jv y su RQD de las estaciones de trabajo Persistencia. Este parámetro presenta un poco de variabilidad en las discontinuidades del área de estudio, sin embargo, en el Anexo 3.7 se puede observar que la tendencia que domina es de aproximadamente 2 m. Rugosidad: Los datos de campo que señalan que el 62% de los planos de las diaclasas son ligeramente rugosos, lo que indica que las superficies ofrecen una resistencia media al corte, mientras que el 38% de las superficies son rugosos, ofreciendo buena resistencia. Análisis de estabilidad cinemática Para el análisis de estabilidad cinemática de los macizos rocosos se realizaron representaciones estereográficas de los planos de discontinuidad por talud utilizando el software StereoNet v.10. Obtenidos estos datos, se agrupan las direcciones de buzamiento de los planos de discontinuidad para luego mediante una simple relación geométrica adquirir los rumbos generales que dominan el área, mostrando la tendencia en cuanto a alineamiento se refiere. Estación 4 En este talud se presentan dos casos de rotura, el primero es una rotura en cuña debido a la intersección de los planos de las diaclasas 1 y 2, que forman una recta con intersección de 73° de inclinación. El segundo, es un caso de rotura planar consecuencia de la relación geométrica entre el plano de la diaclasa 2 y el talud Estación 5 50 �Este talud presenta un caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 2, creando una recta de intersección de 45,3º de inclinación. También se presenta un caso de rotura planar debido a la relación geométrica que guarda el plano de estratificación con respecto al talud Estación 6 Este talud presenta un caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 2, creando una recta de intersección de 70,4º de inclinación. También se presenta otro caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 3, creando una recta de intersección de 74º de inclinación Estación 7 Este talud presenta un caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 2, creando una recta de intersección de 55,7º de inclinación. También es propenso a sufrir un caso de rotura planar si se incrementa el ángulo del talud Estación 8 Se presenta un caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 2, creando una recta de intersección de 74º de inclinación. También se presenta un caso de rotura planar, formado por la relación geométrica que guarda el plano de estratificación con respecto al talud ( Estación 9 Se presenta un caso de rotura en cuña debido a la intersección del plano de la diaclasa 1 y la diaclasa 2, creando una recta de intersección de 83,2º de inclinación. Se puede observar un caso de rotura planar, originado por la relación geométrica que guarda el plano de estratificación con respecto al talud Estación 10 51 �Se puede apreciar dos atenuantes casos de rotura planar, el primero originado por la relación geométrica que guarda el plano de estratificación con respecto al talud, el segundo caso está formado por la geometría del plano de la discontinuidad 2 y el talud; un posible tercer caso se origina debido a la relación geométrica entre la discontinuidad 1 y el talud Figura 3.7 Proyecciones estereográficas de las estaciones 4-10 52 �3.5 Evaluación de los deslizamientos en el territorio. 3.5.1 El agua como elemento disparador de los deslizamientos en la zona El agua de lluvia, es el factor disparador que se asocia con las roturas de los taludes. La mayoría de los deslizamientos ocurren después de las intensas lluvias. Existen lluvias en épocas de invierno, donde el suelo es saturado, produciéndose el colapso del medio y su arrastre. La infiltración es el movimiento del agua desde la superficie del terreno hacia el suelo o roca. El porcentaje de infiltración corresponde a la proporción de lluvia que se infiltra. La cantidad de agua que penetra o se infiltra en la tierra queda determinada por varios factores: 1. Cantidad, intensidad y tipo de precipitación. 2. Ritmo de precipitación. 3. Pendiente superficial. 4. La permeabilidad de los suelos y las rocas. Una infiltración alta puede producir problemas de presión del agua interna que pueden generar un deslizamiento. En el caso de que el talud llegue a saturarse, la facilidad o dificultad con que el talud se auto drena depende de las formaciones geológicas circundante. La configuración del nivel freático depende de la forma del relieve superficial, el cual reproduce generalmente, sí bien con contornos menos abruptos y también depende de la permeabilidad del terreno y del abastecimiento de agua. Una lluvia fuerte puede producir abundante escorrentía, pero una llovizna ligera puede absorberse en forma casi total, porque el suelo a menos que esté muy seco, se satura en forma rápida y no puede absorber más agua. Generalmente, la escorrentía se concentra en corrientes de agua que pueden formar surcos o cárcavas de erosión. Desde la perspectiva geológica y de formación del paisaje, la erosión es parte del proceso de morfogénesis a través del cual se alteran y moldean las formas terrestres. 53 �3.5.2 SISMICIDAD COMO ELEMENTO DISPARADOR. Entre los factores considerados en el análisis de taludes y laderas expuestos a eventos sísmicos están el valor de las fuerzas sísmicas aplicadas sobre las masas de suelo potencialmente deslizables y su disminución de resistencia, el aumento de presión de poros especialmente en suelos limosos y arenas finas, el aumento de fuerza sísmica generado por la amplificación en los suelos blandos y la magnitud de las deformaciones en la masa de suelo. Los sismos que producen un mayor daño son los sismos relativamente superficiales. Existen dos parámetros importantes para designar el tamaño y la fuerza de un sismo son la magnitud y la intensidad (Tabla 3.6). Tabla 3.6 Posibilidad de deslizamientos causados por sismos Magnitud del sismo Tipo de deslizamiento producido 4.0 Caídos de roca, deslizamientos de roca, caídos de suelo y alteración de masas de suelo. 4.5 Deslizamiento de translación, rotación y bloques de suelo. 5.0 Flujos de suelo, esparcimientos laterales, deslizamientos subacuáticos 6.0 Avalanchas de roca. 6.5 Avalanchas de suelo. FUENTE: Keefer, 1984 La intensidad sísmica se aplica a la identificación del grado de destrucción o efectos locales de un terremoto, depende de la magnitud del sismo, la profundidad de la zona de liberación de energía, las características físicas locales y la distancia del sitio al epicentro. La ocurrencia de un deslizamiento relacionado con un sismo depende de la intensidad del sismo y de otros factores topográficos geológicos e hidrogeológicos. El movimiento en el talud consta de tres fases: una onda directa, una onda reflejada, y una onda difractada. El resultado demuestra que hay una amplificación topográfica importante en la parte alta del talud y que a lo largo de este podría ocurrir amplificación y atenuación dependiendo de la geometría del talud y la frecuencia del movimiento. 54 �Los procesos antrópicos que activan los deslizamientos se encuentran los cambios en el relieve y cargas del talud por remoción de suelos y rocas en los cortes, sobrecarga por medio de rellenos o construcciones, modificación de las condiciones de humedad en aguas superficiales, cambio general en el régimen de aguas superficiales y construcción de reservorios o presas. Por otra parte, el drenaje subterráneo conlleva a una concentración de las aguas de percolación en profundidad (terreno altamente poroso y permeable) hacia el centro del área para después seguir la vía de drenaje al pie del acantilado del sector expuesto al norte, en el cual se observa la cavidad producida por la erosión de las aguas. Figura 3.8 Visión tridimensional de la variación del espesor del relleno, de la Formación El Milagro y los vectores del drenaje subterráneo. Fuente: Geoproyect (2005). Debido a los resultados alcanzados, más se recomendó a la constructora de la obra realizar la pavimentación del área, impidiendo la percolación de las aguas de lluvia en el subsuelo para evitar la erosión por descarga de las mismas hacia el centro y su posterior desembocadura en el pie del talud. El trabajo de investigación realizado por Montiel et al en el año 2007, expresa que el área ocupada por la Formación El Milagro es muy vulnerable. Morfológicamente, el barrio Cerros de Marín se encuentra emplazado en taludes escarpados a lo largo de la costa, con una topografía muy accidentada que evidencia bad lands de color marrón rojizo, rebajados y cortados por los trabajos de urbanismos. La mala cohesión de los suelos que componen estos taludes, combinados con las altas pendientes y la 55 �incidencia antrópica, agudiza la ocurrencia de los procesos erosivos. Ocurren así, procesos de desestabilización de taludes en las áreas ubicadas al sureste, colindando con la parroquia Santa Lucía y la Av. 2 Los procesos de ladera predominantes corresponden a derrumbes, desprendimientos repentinos de rocas. Dentro de la dinámica de las vertientes del barrio Cerros de Marín, se evidencia la presencia de cárcavas y surcos excavados por las aguas de lluvias torrenciales y por infiltraciones de agua de tuberías rotas. La concentración de aguas en períodos lluviosos (agosto-noviembre y mayo), propicia un aumento de su energía y desencadena procesos de erosión violenta. Dentro de tales circunstancias, predominan cárcavas de entre 1, 3 a 2 m de ancho y 3,5 a 5 m de largo que evidencian la actividad actual, y constituyen zonas de alta amenaza geomorfológica por inestabilidad de laderas. De acuerdo con los datos obtenidos en los análisis de las muestras de rocas, se evidencia que los valores de permeabilidad se ubican entre 1600 hasta 89 md, lo que indica que tienen una alta capacidad acumulativa para almacenar fluidos (agua). Existen diversos factores generadores de inestabilidad de laderas causada por la actividad del hombre, principalmente por las modificaciones de la geometría de las laderas, excavaciones artificiales, excavaciones para la construcción, procesos de urbanización, rellenos, deforestación y tuberías de agua, entre otras. Los rellenos que se presentan en el barrio Cerros de Marín, son generalmente más permeables que los suelos naturales, favoreciendo la acumulación de agua en los poros debido a que son menos cementados y su estructura es más susceptible a deterioro o colapso por eventos sísmicos y/o lluviosos. En el análisis del macizo rocoso se puede clasificar las rocas, según las discontinuidades como tipo III y IV. Las rocas de estos cerros, según el índice de campo ISRM, se clasificaron en roca extremadamente blanda (R0), muy blanda (R1), blanda (R2) y moderadamente dura (R3), con una resistencia a la compresión de 0,25 a 50 MPa, es decir, muy baja a la resistencia a los esfuerzos 56 �En el sector 5 del barrio Santa Lucía se encuentra inestable en el talud del cerro Los Padres. Esta inestabilidad es producto de su constitución rocosa: areniscas y arenas pobremente consolidadas con alto contenido de finos (limo) de la Formación El Milagro y la presencia de diaclasas. Dentro de los factores geológicos que causaron el deslizamiento en el cerro Leonardi se identificaron a la cohesión de los suelos como el factor es que tienen mayor incidencia son la poca consolidación de la roca, a ello se suma; las fracturas naturales de los estratos (fallas, diaclasas, planos de estratificación y superficies de erosión), la acción erosiva del agua de las precipitaciones y su filtración, aunada a la percolación del agua proveniente del sistema de riego y la sismicidad del área se sugiere .Una vez establecido las condiciones de inestabilidad de los taludes del sector se sugiere que se realice un estudio de las técnicas que se pueden utilizar para la estabilización de los mismo. Técnica con geocintéticos Son elementos planos y flexibles que se adhieren y acomodan a la superficie del terreno evitando que el agua y el viento entren directamente en contacto con el suelo y provoquen erosión. La función de estas intervenciones es la de promover la integración del talud al medio circundante, reconstituyendo cuanto sea posible la vegetación local. Esa técnica es usada en taludes o laderas formadas de rocas inestables debido a que fijan las rocas sueltas evitando que las mismas se desprendan y rueden cuesta abajo (Figura 3.9). Biomantas Son revestimientos biodegradables producidos con fibras de coco u otras fibras naturales, pero con vida útil suficiente para desarrollar esta función. Su función principal es la de servir de protección y abono para las especies vegetales que serán sembradas en el talud, antes de la colocación de la misma. Después de pocos meses de su aplicación la biomanta desaparece por completo y la protección contra la erosión es proporcionada por la vegetación que se habrá desarrollado en el talud. 57 �Figura 3.9. Biomantas Fuente: Alberti Arroyo et al 2006. Geomantas: En casos de taludes de suelos poco cohesivo y de pendiente suave la mejor opción de revestimiento es una geomanta producida con filamentos de nylon, esta se aplica directamente sobre el talud y es anclado con grapas metálicas, posteriormente es sembrado y cubierto con tierra vegetal. Su función es confinar las semillas con las cuales es colmatado, facilitando el crecimiento de la vegetación y garantizando la interacción suelo-material a través del anclaje de las raíces. Gunitado Es un sistema constructivo que consiste en proyectar con una manguera a alta presión hormigón, pudiendo construir sobre cualquier tipo de superficie. Con el objeto de construir un muro contínuo con mayor resistencia y menor espesor para soportar y contener la presión ejercida por el terreno. Puede aplicarse a taludes de cualquier tipo de pendiente ofreciendo una permeabilización óptima gracias a la baja porosidad. Una de las ventajas de esta técnica es la mayor resistencia por metro2, es decir con menos material se consigue mayor resistencia y durabilidad (figura 3.10). Puede ser usado para revestir pendientes muy inclinadas y así evitar los deslizamientos con un grado de durabilidad que hace que su mantenimiento sea pequeño. 58 �Figura 3.10. Gunitado Fuente: Alberti Arroyo et al 2006. Para concluir, los deslizamientos de tierra ocurridos durante el año 2004 coinciden con los meses de mayor precipitación, como lo son mayo (75,96 mm), junio (69,09 mm) y noviembre (54,87 mm). Los valores de humedad más bajos, registrándose el último deslizamiento en los meses de mayor humedad, que son octubre y noviembre (79,8% y 81,3%, respectivamente). Los deslizamientos de tierra ocurridos durante el año 2005 coinciden con los meses de mayor precipitación o con el mes que le prosigue, como lo son febrero (220 mm), abril (146,6 mm) y mayo (117,4 mm). Durante el mes de mayo y a finales del año, se registraron los valores de humedad más altos, registrándose los deslizamientos en meses donde la humedad es mayor a 70% (73,8%, 74% y 72,1%, respectivamente). Estos desprendimientos también fueron precedidos por varios eventos sísmicos, ocurridos en un lapso no mayor a 5 días, con una profundidad máxima de 13,2 km y mínima de 0,1 km y magnitudes entre 2,7 y 3,6 en la escala de Richter. El epicentro más lejano se ubicó a 197 km y el más cercano a 13 km al noreste de Maracaibo. El deslizamiento de tierra registrado a principios del año 2006 ocurre después de los meses de mayor humedad del año 2005, que promedian 76,86%, sin que se registren precipitaciones entre noviembre y diciembre de ese año ni durante enero. Estos movimientos, también fueron precedidos por varios eventos sísmicos, ocurridos en un lapso no mayor a 21 días, con una profundidad máxima de 91 km y magnitudes entre 2,6 y 5,0 en la escala de Richter. El epicentro más lejano se ubicó a 59 km al noreste de Maracaibo y el más cercano a 59 km aproximadamente al suroeste de La Concepción. 59 �Los deslizamientos de tierra registrados durante el año 2010 ocurren después de los meses donde se registran las mayores temperaturas, entre mayo y agosto, donde la temperatura promedia 29,8º C. Respecto a la humedad, los deslizamientos ocurren cuando la humedad es mayor al 70%, incrementándose desde agosto hasta noviembre, donde se registra la humedad máxima del año 2010 (87,9%). Durante ese año la precipitación fue escasa, siendo el mes de agosto donde se registró la mayor precipitación (14,49 mm). Estos desprendimientos también fueron precedidos por varios eventos sísmicos. En el mes de septiembre ocurrió en un lapso no mayor a 8 días, con una profundidad máxima de 35,6 km y mínima de 1,6 km y magnitudes entre 2,2 y 3,0 en la escala de Richter. En el mes de noviembre ocurrió en un lapso no mayor a 13 días, con una profundidad máxima de 136,5 km y mínima de 1,1 km y magnitudes entre 2,0 y 4,1 en la escala de Richter. En el mes de diciembre ocurrió en un lapso no mayor a 24 días, con una profundidad máxima de 136 km y mínima de 1 km y magnitudes entre 2,2 y 3,0 en la escala de Richter. Fueron considerados sismos ocurridos entre los grados 71 -73 de longitud (este) y los grados 9 -14 de latitud (norte). El deslizamiento de tierra ocurrido durante el año 2011 tuvo lugar tras registrarse un incremento de 80 mm a 159 mm en los valores de precipitación entre los meses de abril a mayo, donde la temperatura promedia los 29,1º C y va en ascenso. Respecto a la humedad, el deslizamiento ocurre luego de haberse registrado el valor más bajo de humedad en el año (69,8% en abril). Estos desprendimientos también fueron precedidos por varios eventos sísmicos. En el mes de enero ocurrió en un lapso no mayor a 24 días, con una profundidad máxima de 134,8 km y mínima de 1,1 km y magnitudes entre 2,0 y 3,1 en la escala de Richter. En el mes de mayo ocurrió en un lapso no mayor a 12 días, con una profundidad máxima de 156,7 km y mínima de 1,9 km y magnitudes entre 2,0 y 3,4 en la escala de Richter. Fueron considerados sismos ocurridos entre los grados 71 -73 de longitud (este) y los grados 9 -14 de latitud (norte). 60 �Como resultado del análisis de las representaciones estereográficas se obtuvo que entre los 10 taludes presentes en el área de estudio, sólo de 7 taludes se pudo obtener información pertinente al análisis de estabilidad, debido a que presentaron dos tipos de rotura: la primera, de rotura en cuña (47%) y la segunda, de rotura planar (53%). Los resultados del análisis de estabilidad indican que aproximadamente el 71% de los taludes se encuentran en una condición muy inestable, con factores de seguridad inferiores a 1 y presentan una condición de alta densidad e incidencia de procesos de desprendimientos de bloques asociada a la cinemática de planos de estratificación y de las discontinuidades; a pesar de ello y según las observaciones de campo, en algunos casos la ocurrencia de caídas de roca simplemente se deben a un desprendimiento por gravedad condicionado por el ángulo del talud. El 29% de estas estructuras se encuentran en condiciones estables con factores de seguridad superiores a 1,5. Considerando el grado de estabilidad de los taludes se realizó el mapa de estabilidad cinemática, donde se puede observar que los taludes de la zona se presentan muy inestables. 61 �CONCLUSIONES 1. El relieve del área, tiene una topografía predominante de colinas de formas cóncavo-convexas. Esta morfología se relaciona con un sistema de cárcavas, las cuales en los períodos de lluvia, generan intensos flujos en dirección al lago de Maracaibo. Las fallas activas, están relacionadas geo -estructuralmente con estas, orientándose en dirección noroeste-sureste. La acción del hombre, ha roto su equilibrio morfo dinámico urbano, alterando variables como pendiente, escurrimiento, suelos, zonas de corte y relleno, áreas de préstamos entre otros. 2. La metodología de estudio de los deslizamientos en los taludes del cerro Leonardi y el cerro Alemán de la formación El Milagro permitió la realización más efectiva del estudio de los deslizamientos de la zona lográndose una mejor interpretación, estudio y evaluación de los deslizamientos que en este territorio tiene lugar. 3. Los suelos, son en su mayoría arenas muy finas con estratos poco consolidados, que se erosionan hacia las partes más bajas, creando zonas de inestabilidad. Los factores climáticos y sísmicos fueron los desencadenantes de los deslizamientos ocurridos en la zona. Evidencia de ello son los eventos registrados en los años 2004, 2005 y 2011. El 71% de los taludes se encuentra en una condición muy inestable, con factores de seguridad < 1. Los deslizamientos están condicionados por la orientación de los planos de estratificación y las discontinuidades. 62 �RECOMENDACIONES 1. Continuar con los análisis de los deslizamientos en el sector para poder proponer técnicas adecuadas para la estabilización de los taludes. Eliminando el impacto geoambiental de la región. 2. Generar un sistema de medidas que permitan estabilizar el talud para armonizarlo con el ambiente y así Incrementar la calidad de vida de la comunidad y de su entorno 63 �BIBLIOGRAFIA Alcántara, i. (2000). “landslides” ¿deslizamientos o movimientos del terreno? definición, clasificación y terminología, méxico. 19 pp. Ayala, R., Páez, G. y Araque, F. (2007). Análisis geomorfológico de la microcuenca El Guayabal, a propósito de la ocurrencia de las lluvias excepcionales de febrero de 2005. Cuenca del río Mocotíes, estado MéridaVenezuela. Revista Geográfica Venezolana. 48(1):59-82 Bonachea, P. (2006). “Desarrollo, aplicación y validación de procedimientos y modelos para la evaluación de amenazas, vulnerabilidad y riesgo debidos a procesos geomorfológicos”. Tesis doctoral. Universidad de Cantabria. Santander. 278pp. Brabb, E. (1984). "Innovative Approaches to Landslide Hazard and Risk Mapping" In: IV International Symposium on Landslides, vol. 1 (Toronto, 1984), pp. 307-323. Brabb, E. (1991).“The world landslide problem”. International institute for geo information scie T.A.V. library, vol. 14, N. 1. pp. 52-61. Brunsden, D. (1979). “Mass movements”, (In: Embleton, C.E. y J.B. Thornes (ed.), Progress in Geomorphology), Arnold. pp. 130-186. 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Contenido de humedad Resultados de la determinación de Pesos Unitarios Muestra Nro. Peso sin parafina Peso con Peso parafina sumergido Peso Unitario (gr/cc) M-01 52,80 57,30 18,29 1,56 M-02 76,90 85,30 28,45 1,63 M-03 48,10 52,90 17,10 1,59 M-04 44,80 49,90 13,80 1,48 M-05 47,30 52,50 16,90 1,60 M-06 56,30 62,20 22,10 1,69 Valor de los limites de consistencia 70 �ANEXO 1.3 ANÁLISIS CLIMÁTICO Y SÍSMICO DEL 2005 Agosto 2005 71 �ANEXO 2.1 MAPA DE ESTABILIDAD CINEMÁTICA 72 �ANEXO 3.1 CURVAS GRANULOMÉTRICO 73 �ANEXO 3.2 ENSAYOS 74 �ANEXO 3.3 MAPA TOPOGRÁFICO 75 �ANEXO 3.4 BLOQUE DIAGRAMATICO DEL ÁREA DE ESTUDIO 76 �ANEXO 3.5 MAPA GEOLÓGICO 77 �ANEXO 3.6. MAPA DE PROCESOS GEOMORFOLÓGICOS 78 � 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 Evaluación de los deslizamientos de los cerros Leonardi y Alemán de la formación El Milagro, sector Valle Frío, parroquia Santa Lucía, Maracaibo Creator An entity primarily responsible for making the resource Ysabel Sanguino Femayor 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/6075655915b774d58d420a79ddd1a3c6.pdf 8f96fc5795645c2bf443837cd1f77b97 PDF Text Text TESIS Modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas Yoalbis Retirado Mediaceja �Página legal Título de la obra. Modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas. -- 100 pág Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2012 -1. Autor: Yoalbis Retirado Mediaceja 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico” Antonio Núñez Jiménez” Edición: Liliana Rojas Hidalgo Digitalización: Miguel Ángel Barrera Fernández Institución del autor: ISMM ”Antonio Núñez Jiménez” Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013 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 Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO “Dr. Antonio Núñez Jiménez” FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA MODELACIÓN MATEMÁTICA DEL PROCESO DE SECADO NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS YOALBYS RETIRADO MEDIACEJA MOA, 2012 �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO “Dr. Antonio Núñez Jiménez” FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA MODELACIÓN MATEMÁTICA DEL PROCESO DE SECADO NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS Autor: Prof. Aux., Ing. Yoalbys Retirado Mediaceja, Ms. C. Tutores: Prof. Aux., Lic. Arístides Alejandro Legrá Lobaina, Dr. C. Prof. Tit., Ing. Enrique Torres Tamayo, Dr. C. MOA, 2012 �ÍNDICE INTRODUCCIÓN. Pág. -1- 1 MARCO TEÓRICO PARA LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DEL PROCESO DE SECADO . NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS. -11- 1.1- Introducción. -11- 1.2- Generalidades sobre los procesos de secado. -11- 1.2.1- Mecanismos de movimiento de la humedad en los materiales porosos. -12- 1.2.2- Antecedentes y estado actual de las teorías de secado de materiales porosos. -13- 1.3- Investigaciones precedentes relacionadas con los procesos de secado. -16- 1.3.1- Modelos matemáticos del proceso de secado solar. -17- 1.3.2- Secado natural de materiales. -18- 1.3.3- Secado natural de las menas lateríticas. -18- 1.4- Teoría básica necesaria para la modelación matemática del proceso de secado natural. -21- 1.4.1- Contenido de humedad del material. -21- 1.4.2- Ratio de humedad. -22- 1.4.3- Requerimiento térmico del proceso de secado. -23- 1.4.4- Régimen de secado. -24- 1.4.5- Ratio de secado. -25- 1.4.6- Propiedades termofísicas del aire que influyen en el proceso de secado natural. -26- 1.5- Características generales de las menas lateríticas utilizadas en la industria del níquel. -26- 1.5.1- Composición química, granulométrica y mineralógica. -26- 1.5.2- Propiedades termofísicas que influyen en el proceso de secado natural. -27- 1.5.3- Evaporación de la humedad no estructural contenida en las menas lateríticas. -28- �1.6- Breve caracterización de las variables meteorológicas en la región de Moa. -29- 1.7- Análisis del proceso de secado natural como objeto de modelación matemática. -30- 1.8- Conclusiones del capítulo 1. -32- 2 MODELACIÓN DE LOS PARÁMETROS FUNDAMENTALES DEL PROCESO DE SECADO . NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS. -33- 2.1- Introducción. -33- 2.2- Modelos de los flujos de calor transferidos durante el proceso de secado natural. -33- 2.2.1- Modelo del flujo de calor por radiación. 2.2.1.1- Modelo de la radiación solar que incide en la superficie de la pila. -33-34- 2.2.2- Modelo del flujo de calor por convección. -39- 2.2.3- Modelo del flujo de calor por conducción. -42- 2.2.3.1- Modelo unidimensional de la distribución de temperatura en la pila. -44- 2.3- Formalización de la modelación bidimensional de la distribución de temperatura. -46- 2.4- Modelo general del proceso de secado natural de una pila de minerales. -47- 2.4.1- Modelo unidimensional de la distribución de humedad en la pila. -48- 2.5- Formalización de la modelación bidimensional de la distribución de humedad. -51- 2.6- Modelos de la velocidad de secado y de la humedad del material en la superficie. -53- 2.7- Modelos generales del área de exposición y el volumen de las pilas de material. -55- 2.7.1- Modelos para las pilas de sección transversal triangular y otras de interés. -57- 2.8- Conclusiones del capítulo 2. -59- 3 IMPLEMENTACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS DEL PROCESO DE SECADO . NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS. -613.1- Introducción. -61- �3.2- Implementación de los modelos matemáticos en una aplicación informática. -61- 3.3- Diseño de experimentos para la validación de los modelos. -62- 3.3.1- Instalación experimental. -62- 3.3.2- Selección de las variables. -62- 3.3.2.1- Masa expuesta a secado, ángulo de reposo y dimensiones de las pilas. -63- 3.3.2.2- Humedad inicial y final de las menas lateríticas. -63- 3.3.2.3- Variables meteorológicas. -64- 3.3.3- Tipo de diseño de experimentos empleado. -64- 3.3.4- Matriz del diseño de experimentos y número de mediciones experimentales. -65- 3.3.5- Consideraciones sobre la suficiencia del muestreo y el análisis de varianza. -66- 3.3.6- Técnica experimental para la medición de la humedad de las menas lateríticas. -67- 3.4- Validación de los modelos matemáticos con pilas de dimensiones industriales. 3.4.1- Aplicación práctica de los modelos matemáticos establecidos. 3.5 - Aplicación del procedimiento establecido a una pila de dimensiones industriales. -68-70-70- 3.5.1- Cálculo del área de exposición y el volumen de la pila. -70- 3.5.2- Cálculo de la radiación global que llega a la superficie de secado de la pila. -71- 3.5.3- Cálculo del calor total que llega a la superficie de secado de la pila. -72- 3.5.4- Cálculo y simulación de la distribución de temperatura del material en la pila. -74- 3.5.5- Cálculo y simulación de la distribución de humedad del material en la pila. -77- 3.5.6- Cálculo y simulación de la velocidad de secado en la pila. -80- 3.6- Optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas. -82- �3.6.1- Elección del método de optimización. -82- 3.6.2- Procedimiento de optimización implementado en la aplicación informática. -83- 3.6.3- Resultados obtenidos en la optimización del caso de estudio considerado. -85- 3.6.3.1- Según la densidad de radiación recibida en la superficie de la pila. -85- 3.6.3.2- Según la radiación total y el calor total recibidos en la superficie. -86- 3.6.3.3- Según el porcentaje y el volumen de mineral secado. -88- 3.6.3.4- Influencia del área de exposición y el volumen de las pilas. -89- 3.7- Propuesta de acciones científico-técnicas para perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. -90- 3.8- Breve valoración de los beneficios económicos derivados de la implementación del secado natural de las menas lateríticas en las empresas productoras de níquel. -92- 3.8.1- Beneficios obtenidos en la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. -92- 3.8.2- Beneficios obtenidos en la empresa “Comandante René Ramos Latour”. -93- 3.9- Valoración de los impactos ambientales asociados al proceso de secado natural. 3.9.1- Impactos provocados por el polvo sobre la salud de los seres humanos. -9495 3.9.2- Impactos provocados por el ruido sobre la salud de los seres humanos. 95 3.10- Conclusiones del capítulo 3. -96- CONCLUSIONES GENERALES. -97- RECOMENDACIONES. -99- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. -100- ANEXOS. -XIV- ��SÍNTESIS En el presente trabajo se desarrolló la modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas. Para ello, se sistematizaron los fundamentos básicos, las teorías y los modelos generales de los procesos de secado y se particularizaron a las condiciones específicas del proceso investigado, lo cual posibilitó la obtención de los modelos matemáticos de los flujos de calor que inciden en el secado natural; la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material; la velocidad de secado; el área de exposición y el volumen de las pilas de minerales con diferentes geometrías de su sección transversal. Los referidos modelos se implementaron en una aplicación informática y se validaron, comprobándose que los mismos describen satisfactoriamente el proceso de secado natural en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto; por tal razón se consideran la novedad científica de esta Tesis Doctoral. Mediante la aplicación informática creada se simuló la distribución de humedad que experimenta el material, evidenciándose que durante el secado natural el movimiento de la humedad en las pilas de minerales se produce, fundamentalmente, por los efectos combinados de la capilaridad y la difusión de vapor. Se optimizó la geometría de la sección transversal de las pilas atendiendo a varios criterios energéticos, determinándose que la implementación del secado natural debe desarrollarse con pilas de sección parabólica que tengan la superficie de secado inclinada entre 30 y 60 grados sexagesimales, respecto al plano horizontal. Luego, se establecieron acciones científico-técnicas que contribuyen a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Finalmente, se exponen los beneficios económicos y los impactos ambientales asociados al proceso de secado natural de las menas lateríticas. �INTRODUCCIÓN La producción de níquel y cobalto, basada en la aplicación de la lixiviación carbonato amoniacal, se desarrolla en las empresas “Comandante Ernesto Che Guevara” y “Comandante René Ramos Latour”, ubicadas en los municipios Moa y Mayarí, respectivamente. El proceso productivo comienza con la extracción a cielo abierto de las menas lateríticas, las cuales se someten a diversos procesos metalúrgicos entre los que se encuentra el secado térmico convencional. Hoy día, en las plantas de Preparación de Mineral de estas industrias metalúrgicas existe como situación problémica el elevado contenido de humedad que tienen las menas lateríticas al ingresar a los secaderos térmicos convencionales. Esto provoca que en las mencionadas plantas persistan como problemas no resueltos: la adherencia y recirculación del tres al cinco por ciento del material trasegado en los sistemas de transporte automotor y por bandas, que aumenta sus respectivos consumos de combustible y energía eléctrica; el transporte de 34 a 42 t de agua por cada 100 t de material procesadas, que impone la necesidad de aumentar la productividad de los referidos sistemas de transporte para cumplir los planes de producción de las empresas; y el consumo de 27 a 34 kg de petróleo por cada tonelada de menas lateríticas alimentada al proceso de secado convencional, lo cual reduce la eficiencia térmica de los secaderos (Diagnóstico técnico de las empresas “Comandante Ernesto Che Guevara” y “Comandante René Ramos Latour”, 2010). Entre las causas fundamentales que originan la mencionada situación problémica se encuentran: las características hidrogeológicas de los yacimientos niquelíferos cubanos (Blanco y Llorente, 2004; De Miguel, 2004, 2007; Ochoa, 2008; Carmenate, 2009) y la ineficiente tecnología empleada en la implementación del proceso de secado natural de las menas lateríticas, antes de que estas ingresen a los secaderos térmicos convencionales de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. La presente investigación está encaminada a mitigar la segunda causa que da origen a la situación problémica, a partir de introducir acciones científico-técnicas que contribuyan a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas niquelíferas cubanas. �Los estudios más interesantes dedicados a la implementación práctica del secado natural de las menas lateríticas fueron desarrollados por un grupo de investigadores del Centro de Desarrollo de Investigaciones del Níquel de Moa (Estenoz et al., 2005, 2007a, b y c). En estas investigaciones, los autores diseñaron una tecnología para el secado solar a la intemperie de las menas lateríticas que prevé la formación, la evacuación y el control de las operaciones con pilas de minerales en los depósitos mineros. La tecnología tiene varias ventajas, pero presenta las siguientes limitaciones:  Presupone la construcción de un grupo de instalaciones auxiliares que, para su funcionamiento, requieren de elevados consumos de energía, esto limita su aplicación debido al incremento progresivo del precio del combustible en el mercado internacional.  No considera la evaluación rigurosa de los procesos de transferencia de calor y masa que inciden en el secado natural, así como la aplicación de modelos matemáticos ajustados a las condiciones en que se desarrolla el proceso en las empresas productoras de níquel y cobalto.  No permite predecir la variación de humedad que experimenta el material durante el proceso de secado natural, por tanto, se dificulta estimar el tiempo de secado que se requiere para reducir su humedad desde un valor inicial conocido a otro valor final deseado.  No concibe la caracterización de la geometría de la sección transversal de las pilas y, por consiguiente, no permite calcular con precisión el área de exposición de la pila, el volumen de material expuesto a secado y la radiación solar global captada por la superficie de secado. Por su parte, en las investigaciones desarrolladas en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa (Retirado y Legrá, 2011; Retirado et al., 2012) y en el presente trabajo se defiende la idea de que se puede contribuir al perfeccionamiento de la tecnología empleada para la implementación del secado natural de las menas lateríticas, a través de la modelación matemática del proceso. Este aspecto no ha sido suficientemente valorado en los trabajos desarrollados en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto debido, entre otros factores, a la complejidad que implica la obtención de los modelos del secado natural de las menas lateríticas. �La modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas permite estudiarlo teóricamente y, luego de las correspondientes comprobaciones experimentales, posibilita realizar simulaciones computacionales del proceso mediante el empleo de adecuados sistemas informáticos. Esta posibilidad constituye una alternativa tecnológicamente viable para predecir el comportamiento de la humedad del material y la velocidad de secado cuando las variables independientes y los parámetros de los modelos matemáticos toman ciertos valores. Además las simulaciones permiten racionalizar la implementación del proceso de secado natural en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. A nivel internacional, la modelación matemática ha sido utilizada en diversas investigaciones con la finalidad de establecer tecnologías racionales para la implementación del secado solar de diferentes materiales. Los estudios más difundidos analizan el secado de granos, café, arroz, madera, pulpa de bagazo y lodos, entre otros (Simate, 2003; Hossain et al. 2005; Fayett, 2008; Hernández et al., 2008; Montes et al., 2008; Morsetto et al., 2008; Salinas et al., 2008; Ferreira y Costa, 2009). En el ámbito nacional, se han publicado trabajos que abordan la modelación del proceso de secado convencional, pero las investigaciones consultadas no contienen los modelos matemáticos del secado natural para los materiales analizados. Las mismas se dedican, fundamentalmente, al estudio energético y termodinámico del secado solar de café (Ferro et al., 1999, 2000; Abdala et al., 2003; Fonseca et al., 2003), granos (Fonseca et al., 2000), semillas (Fonseca et al., 2002, Bergues et al., 2002, 2003a), plantas medicinales (Bergues et al., 2003b), madera (Griñán y Fonseca, 2003; Pacheco et al., 2006), productos varios (Bergues et al., 2006) y carbón mineral (Leyva et al., 2010). Actualmente, es escasa la literatura internacional que aborda el secado natural de los minerales lateríticos. En Cuba, los aspectos teóricos, experimentales y tecnológicos del proceso han sido estudiados por múltiples investigadores (Estenoz y Espinosa, 2003; Estenoz et al., 2005, 2006, 2007b; Retirado et al., 2007, 2009, 2010; Estenoz, 2009; Espinosa y Pérez, 2010a y b; Vinardell, 2011), pero ninguno ha considerado la modelación matemática como herramienta para el �perfeccionamiento de la tecnología empleada en la implementación del secado natural de las menas lateríticas que se procesan en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Lo anterior ha contribuido a que, en las empresas niquelíferas cubanas, el proceso de secado natural de las menas lateríticas se implemente basado en las investigaciones realizadas en el Centro de Desarrollo de Investigaciones del Níquel y la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. Los referidos estudios se orientan, esencialmente, al desarrollo de tecnologías que presuponen el diseño y la construcción de costosas instalaciones. Este enfoque implica un incremento de los gastos económicos y relega a un segundo plano la posibilidad de perfeccionar la tecnología empleada para la implementación del secado natural, mediante la aplicación de la modelación matemática. Para contribuir, a través de la modelación matemática, al perfeccionamiento de la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto, se deben modelar y calcular los parámetros fundamentales del proceso para el material en cuestión, ellos son: los flujos de calor transferidos, la radiación solar que incide en la superficie de las pilas, la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material, la velocidad de secado, el área de exposición y el volumen de las pilas. Sin embargo, en la actualidad lo anterior no ha sido posible debido al limitado conocimiento que se tiene del proceso de secado natural de las menas lateríticas. De los criterios expuestos se infiere como problema científico a resolver: El insuficiente conocimiento del proceso de secado natural de las menas lateríticas, que limita la modelación matemática y el cálculo de sus parámetros fundamentales en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Como objeto de estudio de la investigación se plantea: El proceso de secado natural de las menas lateríticas en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. �Y su campo de acción es: la modelación de los parámetros fundamentales del proceso investigado. En correspondencia con el problema científico declarado se define como objetivo general: Desarrollar la modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas, que posibilite el cálculo de sus parámetros fundamentales en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. A partir del problema científico y el objetivo general declarados se establece la siguiente hipótesis: La sistematización de los fundamentos básicos, las teorías y los modelos generales de secado; y su particularización para las condiciones específicas en que se implementa el secado natural de las menas lateríticas, permitirá generar el conocimiento necesario para la modelación y el cálculo de los flujos de calor transferidos, la radiación solar que incide en la superficie de las pilas, la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material, la velocidad de secado, el área de exposición y el volumen de las pilas; y posibilitará la simulación y optimización de parámetros del proceso en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. La novedad científica de la presente investigación radica en que: Se establecen los modelos matemáticos que describen apropiadamente el proceso de secado natural de las menas lateríticas y posibilitan, mediante su implementación en una aplicación informática, el cálculo, la simulación y la optimización de parámetros del proceso en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Para dar cumplimiento al objetivo general se declaran los siguientes objetivos específicos: A. Determinar las limitaciones de las investigaciones precedentes relacionadas con los procesos, las teorías y los modelos de secado, al ser aplicadas al objeto de estudio. B. Establecer un procedimiento que contenga e integre los modelos matemáticos de los parámetros fundamentales del proceso de secado natural de las menas lateríticas. �C. Calcular los parámetros fundamentales del proceso investigado, mediante la implementación del procedimiento y los modelos matemáticos establecidos. Para garantizar la obtención de la novedad científica se desarrollan las siguientes tareas: A.1- Actualizar el estado del arte en relación con las teorías y los modelos de secado, a partir de la sistematización del conocimiento científico expuesto en las investigaciones precedentes. A.2- Exponer un sistema gnoseológico actualizado sobre:  La teoría básica necesaria para la modelación matemática del proceso de secado natural;  Las características generales de las menas lateríticas utilizadas en la industria del níquel y;  Las características de las variables meteorológicas en la región de Moa. B.3- Desarrollar procedimientos y modelos matemáticos para el cálculo de:  Los flujos de calor transferidos durante el secado natural de las menas lateríticas.  La radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de las pilas de minerales.  La temperatura y humedad de las menas lateríticas en la superficie de secado de las pilas.  La distribución de temperatura y humedad que experimenta el material en las pilas.  La velocidad de secado durante la implementación del proceso.  El área de exposición y el volumen de las pilas de material expuestas a secado natural. C.4- Crear una aplicación informática que permita validar los modelos matemáticos establecidos. C.5- Simular la distribución de temperatura y humedad que experimentan las menas lateríticas, y la velocidad de secado durante la implementación del proceso. C.6- Realizar la optimización multicriterial de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas en función del aprovechamiento de la energía térmica disponible para el proceso de secado natural. D.7- Establecer acciones científico-técnicas que contribuyan a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. �D.8- Valorar los beneficios económicos y los impactos ambientales asociados a la implementación del proceso de secado natural de las menas lateríticas en las empresas productoras de níquel y cobalto seleccionadas. Los principales métodos de investigación empleados en el trabajo se exponen a continuación:  Histórico-lógico: para la actualización del estado del arte relacionado con las teorías y los modelos actualmente usados para describir el proceso de secado de materiales porosos.  Sistémico: para la sistematización de la teoría básica de los procesos de secado que resulta de interés para la modelación matemática de los parámetros fundamentales del objeto de estudio.  Inductivo-deductivo: para la determinación de las limitaciones de las investigaciones precedentes consultadas, al ser aplicadas al secado natural de las menas lateríticas.  Modelación físico-matemática: para el establecimiento de los modelos matemáticos de los parámetros fundamentales del proceso de secado natural, para el material en cuestión.  Separación de variables: para la obtención de las soluciones analíticas de las ecuaciones diferenciales de difusión del calor y del intercambio de humedad en un material poroso.  Experimental: para la caracterización de las menas lateríticas y la obtención de los datos experimentales necesarios para la validación de los modelos matemáticos establecidos.  Computacional: para la validación de los modelos, el cálculo de los parámetros fundamentales del proceso y la creación de los gráficos de comportamiento de interés para la investigación.  Búsqueda exhaustiva: para la optimización multicriterial de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado natural. Se establecen como aportes teóricos específicos de la investigación:  El modelo de la radiación solar global que incide en la superficie de secado de las pilas de minerales que es función de la altura solar (incluye los efectos de sombra que se producen por el movimiento del sol), la latitud, el día del año, la orientación e inclinación de la superficie de secado, y los ángulos maximal y tangencial de las pilas de menas lateríticas (expresión 2.21). � Los modelos de la distribución de temperatura y humedad que experimentan las menas lateríticas durante el proceso de secado natural, los cuales son función de las condiciones de secado específicas del proceso investigado (expresiones 2.55; 2.81 y la 4 del Anexo 7).  Los modelos de la velocidad de secado y de la humedad del material en la superficie de las pilas de minerales que son función de los periodos de secado, el área de exposición de la pila, la radiación solar global incidente y los flujos de calor transferidos, entre otros parámetros del proceso de secado natural de las menas lateríticas (expresiones 2.98; 2.99; 2.100 y 2.101).  Los modelos del área de exposición y el volumen de las pilas con diferentes formas geométricas de su sección transversal (expresiones 2.112; 2.114 y las 1; 2; 6; 7; 8 y 9 del Anexo 9).  Los procedimientos para el diseño y la programación de una aplicación informática que permiten calcular los parámetros del proceso de secado natural de las menas lateríticas.  Los procedimientos para la optimización multicriterial de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado natural. Y se consideran como aportes prácticos del trabajo:  El procedimiento de cálculo que contiene e integra los modelos matemáticos de los parámetros fundamentales del proceso de secado natural de las menas lateríticas.  La aplicación informática (SecSolar) que permite implementar de forma sencilla, rápida y eficiente, las ecuaciones de enlace, los procedimientos y los modelos establecidos en el trabajo.  Las acciones científico-técnicas que contribuyen a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Producción científica del autor sobre el tema de la tesis Como parte del proceso investigativo el autor desarrolló y defendió exitosamente su Tesis de Maestría la cual estuvo directamente relacionada con la temática investigada en esta Tesis Doctoral; participó en cinco eventos científico-técnicos donde presentó siete ponencias; en revistas científicas realizó 11 publicaciones relacionadas con el secado solar natural, la modelación matemática, la �simulación, el mineral laterítico y la transferencia de calor. Además dirigió, como tutor, 17 Tesis de Ingeniería y una Tesis de Maestría las cuales se vinculan con el tema de investigación en cuestión. Los eventos, las publicaciones y las tutorías antes mencionadas se relacionan en el Anexo 1. Metodología empleada para el desarrollo de la investigación La misma es novedosa porque conjuga el estudio de un proceso complejo y poco investigado para el material en cuestión, con la utilización del método de modelación físico-matemática y se obtienen los modelos que describen apropiadamente el objeto de estudio. Además, combina la aplicación de la simulación y la optimización para el establecimiento de acciones científico-técnicas que contribuyen a perfeccionar la tecnología empleada para la implementación del proceso de secado natural de las menas lateríticas, aspecto no logrado hasta el momento. La metodología consta de cuatro etapas de trabajo que se corresponden con las utilizadas por otros investigadores en la modelación de procesos industriales (Torres, 2003; Laborde, 2005; Sierra, 2005) y con las empleadas en la modelación del secado de diversos materiales (Jia et al., 2000; Ananías et al., 2001; Ivanova y Andonov, 2001; Gaston et al., 2002; Mohapatra y Rao, 2005; Medeiros et al., 2006; Picado et al., 2006; Beltagy et al., 2007; Cala et al., 2007; Parra-Coronado et al., 2008; Sandoval-Torres, 2009). Las etapas ejecutadas se exponen a continuación: Primera etapa (Fundamentación teórica de la investigación): se seleccionó el objeto de estudio, para ello se consideró la importancia económica que el mismo tiene para las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Se determinaron los métodos de investigación a emplear, se realizó la revisión y el análisis de las investigaciones precedentes, y se expuso la teoría básica necesaria para la modelación del proceso investigado. Se establecieron las características generales de las menas lateríticas y de las variables meteorológicas de interés para la investigación, y se analizó el proceso de secado natural como objeto de modelación matemática. Los aspectos anteriores, vistos de forma integrada, constituyen el marco teórico que sustenta la presente Tesis Doctoral. �Segunda etapa (Modelación matemática del objeto de estudio): se establecieron los modelos que permiten calcular los flujos de calor por radiación, convección y conducción; la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de las pilas de minerales; la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material durante el proceso; la velocidad de secado y la humedad del mineral en la superficie de las pilas. Además se dedujeron los modelos del área de exposición y el volumen de las pilas con diferentes formas geométricas de su sección transversal. Tercera etapa (Validación de los modelos teóricos): se realizaron pruebas de secado natural y se obtuvieron los valores experimentales de la humedad del material. Se implementaron los modelos matemáticos en una aplicación informática que permitió calcular los valores teóricos de la humedad, con los resultados experimentales y los teóricos obtenidos se validaron los modelos propuestos. El proceso de validación se realizó mediante la comparación de la humedad del material determinada experimentalmente con la humedad teórica calculada con los modelos para las mismas condiciones físicas en que se desarrolló el experimento. Se calculó el error relativo promedio y se verificó que el mismo no excediera el 10 %. Seguidamente, se comprobó que los modelos matemáticos establecidos, utilizados de forma integrada, describen apropiadamente el proceso de secado natural de las menas lateríticas. Cuarta etapa (Implementación de los modelos): mediante la aplicación informática creada (SecSolar) se calcularon los parámetros fundamentales del proceso estudiado, se simuló la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material y se identificó el mecanismo de movimiento de la humedad que predomina durante el proceso de secado natural de las menas lateríticas. Se desarrolló la optimización multicriterial de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas. Luego, se establecieron acciones científico-técnicas que contribuyen a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de �níquel y cobalto. Además, se realizó una breve valoración de los beneficios económicos y los impactos ambientales asociados al secado natural de las menas lateríticas. Finalmente, se exponen las conclusiones generales, las cuales recogen los principales resultados del trabajo; las recomendaciones, que constituyen punto de partida para futuras investigaciones relacionadas con la temática en cuestión; y los anexos, que complementan la información expuesta en la presente Tesis Doctoral. �CAPÍTULO I 1. MARCO TEÓRICO PARA LA MODELACIÓN MATEMÁTICA DEL PROCESO DE SECADO NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS 1.1- Introducción La modelación matemática del secado natural es una tarea compleja que depende de múltiples parámetros del proceso. Esta temática no ha sido suficientemente investigada para el caso de las menas lateríticas. Es por ello, que se requiere del estudio de las teorías de secado y los trabajos precedentes que pueden contribuir en el análisis y la solución del problema investigado. El objetivo del presente capítulo es: exponer los fundamentos teóricos necesarios para la modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas, a partir de la sistematización del conocimiento científico establecido en la literatura consultada. 1.2- Generalidades sobre los procesos de secado El secado es uno de los procesos más empleados a nivel industrial en el mundo. Actualmente, una gran cantidad de materiales son secados por diversas razones: la preservación, la reducción de peso o volumen para el transporte, el mejoramiento de su estabilidad dimensional, o como una etapa más de su procesamiento industrial. A pesar de los criterios anteriores, todavía se desconocen muchos aspectos relacionados con las etapas y los mecanismos físicos de movimiento de la humedad implicados en el proceso de secado. Esto se debe, en buena medida, a la complejidad de la estructura de los materiales sometidos a secado, porque a nivel microscópico son muy irregulares y complejos (Hernández y Quinto, 3003b, 2005). �La importancia de los procesos de secado se puede apreciar a través de los estudios realizados por Strumillo et al. (1995) quienes estimaron que el 12 % del consumo mundial de energía a nivel industrial es destinado a los procesos de secado. Por otro lado, Retirado (2007) y Vinardell (2011) determinaron, basados en el análisis de los informes económicos anuales de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto, que en el secado convencional de las menas lateríticas se emplea alrededor del 20 % de la energía consumida en las mencionadas industrias metalúrgicas. 1.2.1- Mecanismos de movimiento de la humedad en los materiales porosos Para explicar el traslado de la humedad en los materiales porosos, durante el proceso de secado, en la literatura científica se pueden encontrar referencias a diversos mecanismos de movimiento de la humedad (Hernández y Quinto, 2003a y b, 2005), ellos son:  Difusión líquida: debido a los gradientes de concentración de humedad.  Difusión de vapor: debido a los gradientes de presión parcial del vapor  Movimiento de líquido: debido a las fuerzas capilares  Flujo de líquido o vapor: debido a diferencias en la presión que existe en el interior de los poros y el agente secante.  Efusión: se presenta cuando el camino libre medio de las moléculas de vapor es del orden del diámetro de los poros.  Movimiento de líquido: debido a la gravedad.  Difusión superficial: debido a los gradientes de concentración de humedad y de presión parcial del vapor que se generan en la superficie de secado. De forma general, se considera que el mecanismo de flujo capilar es el que predomina durante el periodo de secado de velocidad constante, mientras que los mecanismos de condensaciónevaporación y flujo de vapor corresponden al periodo de velocidad decreciente (Keey, 1980). El estudio de estos mecanismos, aplicados al análisis del proceso de secado, ha dado lugar a diferentes teorías de secado, cuya descripción es el objetivo principal del epígrafe siguiente. �1.2.2- Antecedentes y estado actual de las teorías de secado de materiales porosos Los primeros intentos realizados para tratar de explicar el proceso de secado y los mecanismos que intervienen en el mismo datan de la primera década del siglo XX. Desde entonces, se han publicado en la literatura científica diversas teorías que buscan describir la forma en que se desarrolla el secado. A partir de estas teorías fueron establecidos múltiples modelos matemáticos generales. La mayor parte de esos modelos se desarrollaron con base en el conocimiento empírico, por lo que estos solo son útiles para describir el secado de una manera muy general. Sin embargo, también se ha recurrido a los conocimientos que proporcionan la termodinámica, la mecánica de fluidos y la transferencia de calor, entre otras disciplinas científicas, para plantear ecuaciones matemáticas que describan el secado desde un punto de vista más formal (Hernández y Quinto, 2005). Las teorías actualmente usadas para explicar el proceso de secado de los materiales porosos son las que a continuación se describen. En 1907 se enuncia la teoría capilar la cual refiere que durante el secado el transporte del líquido se produce a través de los interticios y sobre la superficie del sólido debido a la atracción molecular entre el líquido y el sólido (Buckingham, 1907). Algunos investigadores han señalado que en el secado de sólidos granulares, el flujo de humedad es determinado totalmente por fuerzas capilares por lo que es independiente de la concentración de humedad. Sin embargo, se ha demostrado a través de experimentos, que el flujo de humedad puede ser en la dirección del incremento de la concentración si la fuerza conductora predominante es el gradiente de tensión. La teoría de difusión líquida considera que el movimiento de la humedad durante el secado se debe únicamente a la difusión líquida, por lo que se puede representar con la Ley de Fick (Lewis, 1921), la referida ley ha sido resuelta considerando coeficientes de difusión constantes, medios isotrópicos y condiciones de frontera de primer orden. Esta teoría, en los últimos años, ha ganado preferencias entre los investigadores en el área de los alimentos y granos por los buenos resultados que se obtienen al utilizarla (Yang et al., 2002; Wu et al., 2004; Rafiee et al., 2007, 2008). �Por su parte, la teoría de condensación-evaporación (o teoría de Henry) tiene en cuenta la difusión simultánea de calor y masa, asume que los poros forman una red continua de espacios incluidos en el sólido y que la cantidad de vapor varía de forma lineal con la concentración de vapor y la temperatura. Esta teoría considera además que el flujo capilar no es el único mecanismo de transporte de humedad presente al inicio del periodo de velocidad de secado decreciente, sino que también ocurre la transferencia de vapor por difusión (Henry, 1939). Entre tanto, la teoría de Philip y De Vries considera que la humedad se desplaza tanto por difusión como por capilaridad (Philip y De Vries, 1957). Los investigadores derivaron las ecuaciones que describen la transferencia de calor y masa en materiales porosos bajo los gradientes combinados de temperatura y de humedad; y extendieron sus modelos para mostrar separadamente los efectos de los componentes isotérmicos y térmicos de la transferencia de vapor. La limitación de esta teoría radica en que los modelos matemáticos sólo se emplean en el primer periodo de secado, debido a que es en esta etapa del proceso donde se mantiene en el medio poroso una película de humedad continua, en el interior de los poros. De forma análoga la teoría de Krischer y Berger-Pei establece que durante el secado la humedad puede migrar en el estado líquido por capilaridad y en el estado vapor por un gradiente de concentración de vapor (Krischer, 1963). Por su parte, Berger y Pei (1973) señalaron que las principales dificultades encontradas en el modelo de Krischer son la aplicación de la isoterma de sorción y el uso de las condiciones de frontera de primer tipo. Estos investigadores, a diferencia de Krischer (1963), emplearon las ecuaciones acopladas de la transferencia de calor y masa. Las dos teorías anteriores, las enunciadas por Philip y De Vries y por Krischer y Berger-Pei, fueron los primeros intentos realizados para lograr un modelo general del proceso de secado, en donde se considera que la migración de la humedad se debe a más de un mecanismo físico. La consideración de que los flujos debido a la difusión de vapor y líquida están conformados por dos partes: una debida al gradiente de concentración de humedad total y la otra debido al gradiente �de temperatura fue establecida en la teoría de Likov (Likov, 1966). Es una de las teorías más completa de las enunciadas hasta la actualidad para explicar el proceso de secado de los materiales porosos. Sin embargo, no ha sido completamente aceptada dado a que no existe consenso entre los investigadores en cuanto a la validez y el significado físico del potencial de transferencia de masa, introducido por primera vez por Likov en 1966. Las ecuaciones de conservación para un volumen promedio del sólido a partir de las expresiones matemáticas de cada fase del proceso fueron establecidas en la teoría de Whitaker (Whitaker, 1977; Whitaker y Chou, 1983). La modelación general planteada no difiere sustancialmente de la establecida por Likov (1966), pero debido a que tiene un buen sustento físico y matemático, ha tenido aceptación entre los investigadores de la temática de secado, al grado de ser considerada como la mejor aproximación al estudio del secado en materiales porosos. Hoy día el modelo de Whitaker, aunque es casi imposible de resolver analíticamente, se considera el más completo y preciso para describir los fenómenos que ocurren durante el proceso de secado de un sólido poroso. El modelo integral de la transferencia simultánea de calor y masa que considera todos los factores que intervienen en el proceso de secado está contenido en la teoría de Kowalski-Strumillo (Kowalski y Strumillo, 1997), el mismo implica serios problemas para resolverse analíticamente, es por ello que en uno de sus trabajos posteriores (Kowalski y Strumillo, 2001) sugirieron que podría establecerse un modelo más simple, con base en la termodinámica de los procesos irreversibles, como el desarrollado por Likov (1966), pero que tome en cuenta la transferencia de calor, de masa y la presencia de los efectos esfuerzo-deformación que tienen lugar durante el secado. La incorporación de las ecuaciones de esfuerzo-deformación, a las de transferencia de calor y masa, constituye la novedad de esta teoría ya que con anterioridad casi todos los modelos de secado consideraban que el sólido no sufría deformaciones, lo que representa una simplificación que facilita la solución del sistema de ecuaciones diferenciales. La solución del sistema de ecuaciones generado permite conocer simultáneamente: la humedad, la temperatura, la deformación y el �esfuerzo en los materiales durante el proceso de secado. Esta teoría es relativamente reciente, sin embargo, constituye una de las aproximaciones más interesantes de las conocidas hasta hoy, para estudiar los fenómenos de esfuerzo-deformación de un sólido durante el secado. Como se ha indicado en este epígrafe, existen varias teorías que explican el transporte de la humedad en medios porosos, para las cuales se han desarrollado diversos modelos generales. Sin embargo, los modelos de secado más difundidos actualmente son los que consideran la difusión simultánea de vapor y líquido (Henry, 1939; Philip y De Vries, 1957), los que se sustentan en la termodinámica de los procesos irreversibles (Likov, 1966; Whitaker, 1977; Whitaker y Chou, 1983) y los que se fundamentan en la transferencia simultánea de calor, masa y momentum (Kowalski y Strumillo, 1997, 2001), los restantes modelos de secado se utilizan en menor medida. 1.3- Investigaciones precedentes relacionadas con los procesos de secado La modelación matemática del secado de materiales porosos utilizando aire caliente, implica la inclusión de fenómenos de transporte multifásicos acompañados por cambios de fase. El parámetro fundamental del proceso es la velocidad de secado, la que depende principalmente de la temperatura, velocidad y humedad del aire, el área interfacial por unidad de volumen, el espesor del lecho y la naturaleza intrínseca del material, que determinará si el mecanismo de transporte de la humedad en su interior es por difusión líquida, difusión de vapor, capilaridad, convección o transporte mixto (Thorpe, 1995; Jiménez, 1999). Los modelos matemáticos más difundidos para el estudio de los procesos de transferencia de calor y masa consideran un equilibrio térmico local en cada punto del grano, originando modelos formados por ecuaciones diferenciales hiperbólicas (Thorpe y Whitaker, 1992). En la literatura científica se encuentran diversos modelos de la transferencia de calor y masa que ocurre en almacenes con lotes de granos (Muregesan y Seetharamu, 1996; Patiño-Palacios, 1996). Tales modelos se emplean con fines de investigación para el diseño de los procesos de secado (Jiménez, 1999). �1.3.1- Modelos matemáticos del proceso de secado solar Montero (2005) realiza la modelación de un secadero solar híbrido para residuos biomásicos de la industria almazarera en España. Secaderos similares al estudiado por la investigadora han sido modelados en diversas publicaciones (Condorí et al, 2001; Adsten et al., 2002; Torres-Reyes et al., 2002; Bennamoun y Belhamri, 2003; Bahansawy y Shenana, 2004). En general, los autores se basan en la aplicación de balances de masa y energía en los diferentes elementos del sistema de secado. Otras investigaciones relacionadas con el análisis energético y la modelación de los procesos de secado desarrollados en secaderos solares directos, indirectos, mixtos, híbridos, activos, pasivos, y los de tipo túnel, cabina e invernadero se reportan en múltiples trabajos (Condorí y Saravia, 2003; Sogari y Saravia, 2003; Celma et al., 2004; Jain, 2005, Ribeiro, 2005, Sacilik et al., 2005; Murthy y Joshi, 2006; Chen, 2007). Los modelos obtenidos en estas publicaciones son satisfactorios para las aplicaciones para los cuales fueron creados. Montoya y Jiménez (2006) muestran los resultados de un experimento de secado al aire libre de la especie de bambú Guadua Angustifolia, apoyados en los resultados experimentales plantearon diferentes modelos matemáticos (exponenciales, lineales, polinomiales y logarítmicos) para describir el comportamiento del contenido de humedad en función del tiempo de secado. Basado en el coeficiente de correlación propusieron el modelo exponencial para lograr el mejor ajuste a las curvas experimentales. Estudios similares se reportan en numerosas investigaciones (Qisheng et al., 2002; Liese y Kumar, 2003). Abdel-Rehim y Nagib (2007) exponen los modelos del secado solar de pulpa de bagazo utilizando aire por convección natural y forzada, emplearon como ecuación de balance para la convección natural la expresión reportada por Duffie y Beckman (1980), y para la convección forzada usaron una ecuación diferencial que relaciona los calores que intervienen en el proceso investigado. En Cuba, el proceso de secado solar ha sido estudiado por múltiples investigadores (Griñán y Fonseca, 2003; Bergues et al., 2006; Pacheco et al., 2006; Leyva et al., 2010). Sin embargo, estas �publicaciones no contienen los modelos matemáticos del secado natural de los materiales examinados, solo se circunscriben al análisis energético y termodinámico del proceso. 1.3.2- Secado natural de materiales El secado natural o secado directo al sol es el proceso en el cual los materiales se exponen directamente a la radiación solar colocándolos sobre el suelo o en dispositivos específicos. Es uno de los usos más antiguos de la energía solar, siendo aún el proceso más utilizado en países en vías de desarrollo para el secado de productos agrícolas (Alvear et al., 2002; Chiappero, 2002; Berruta, 2004; Doymaz, 2004, 2006). Es un procedimiento con bajo costo económico y ambiental que por sus perspectivas es muy utilizado e investigado a nivel mundial (Joshi et al., 2004; Koyuncu et al., 2004; Kavak et al., 2005; Mohamed et al., 2005; Mwithiga y Olwal, 2005; Restrepo y Burbano, 2005; Telis-Romero et al., 2005; Tunde-Akitunde et al., 2005; Gógüs y Mascan, 2006; Ocampo, 2006; Cortez et al., 2008). En el ámbito nacional, su empleo abarca a las industrias alimenticia, cafetalera, maderera y niquelífera. En esta última, se han desarrollado diversas investigaciones con la finalidad de implementarlo de forma permanente y eficiente. 1.3.3- Secado natural de las menas lateríticas Se conoce de la práctica internacional, fundamentalmente en Brasil, Filipinas, Francia y Australia que el manejo reiterado de las menas lateríticas en los depósitos de secado solar a la intemperie influye positivamente en la homogenización del material y en la reducción de su contenido de humedad (Estenoz, 2001; Estenoz et al., 2005, 2007a, b y c; Serrano, 2009). En Cuba, el secado natural de los minerales lateríticos se implementa en las empresas “Comandante Ernesto Che Guevara” y “Comandante René Ramos Latour”. Actualmente, las menas lateríticas se someten al secado natural en pilas (con secciones transversales triangulares) para lograr un mejor aprovechamiento de la superficie horizontal disponible para el secado y, además, para facilitar el drenaje del agua en caso de que ocurran abundantes precipitaciones (Figura 1.1). Estas pilas son �espaciadas para realizar la remoción del material durante el secado y para posibilitar su evacuación y transportación una vez concluido el proceso. A pesar de las medidas que se toman para favorecer la implementación del proceso, en la actualidad, la tecnología de secado natural empleada presenta algunas limitaciones que dificultan la obtención de eficiencias racionales en la implementación del mismo (ver Introducción, página 2). Figura 1.1. Implementación del proceso de secado natural de las menas lateríticas en Moa. Fuente: Espinosa y Pérez, 2010b. El secado natural de las menas lateríticas se ha implementado como alternativa para racionalizar el proceso tecnológico de obtención de níquel (Estenoz et al., 2004, 2005, 2006, 2007a; Retirado, 2007, 2010). Sin embargo, la implementación se ha basado en la experiencia práctica y en algunos estudios empíricos, sin considerar la evaluación rigurosa de los procesos de transferencia de calor y masa que inciden en el proceso, en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. �Estudios empírico-teóricos realizados con menas lateríticas en los yacimientos de Moa y Pinares de Mayarí evidencian que con el secado natural solo es posible evaporar la humedad ligada mecánicamente al material debido a los bajos regímenes de temperatura que se generan y establecen que la humedad del mineral varía en función de las variables climatológicas (Retirado, 2007; Retirado et al., 2007). Otros estudios teórico-experimentales han permitido establecer los modelos estadísticos que relacionan la humedad con las variables anteriormente expuestas, así como la relación existente entre la adherencia de las menas, la humedad, la granulometría y el ángulo de inclinación de la superficie de contacto (Retirado et al., 2008, 2009). Las investigaciones relacionadas con el secado natural de las menas lateríticas han tomado dos direcciones, una hacia los criterios tecnológicos y mineralógicos que influyen en la eficiencia y homogenización durante el secado (Estenoz et al., 2007b, 2008) y otra destinada al estudio experimental de la desorción de la humedad, en correspondencia con las diferentes variables climatológicas que intervienen en el secado natural (Retirado et al., 2007, 2008; Retirado, 2010). Como se observa, existe diversidad en cuanto a las publicaciones relacionadas con el secado de materiales. En las investigaciones consultadas se estudian diferentes aspectos del proceso, sin embargo, del análisis y la sistematización de estas se derivan las siguientes consideraciones:  La literatura clásica especializada en la temática de secado no contiene los modelos matemáticos apropiados para la descripción del proceso de secado natural de las menas lateríticas. Por cuanto, los modelos de secado actualmente usados no posibilitan el cálculo de los parámetros fundamentales del proceso en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto.  Los modelos matemáticos establecidos para el secado convencional y solar de los materiales investigados no pueden ser generalizados al proceso de secado natural de las menas lateríticas, debido a que esos modelos caracterizan a condiciones de secado y mecanismos físicos de la transferencia de calor y masa que difieren de los encontrados en el proceso objeto de estudio. �1.4- Teoría básica necesaria para la modelación matemática del proceso de secado natural La desorción de la humedad de los materiales expuestos a secado está influenciada por diversos parámetros los cuales deben ser considerados en el análisis matemático del proceso (Babilis y Belessiotis, 2004; Cardoso et al., 2004; Simal et al., 2005; Javaherdeh et al., 2006; Nogales et al., 2006; Sandoval et al., 2006; Cota, 2006, 2007). A continuación, se exponen algunos de los parámetros más importantes a considerar en la modelación matemática del secado natural. 1.4.1- Contenido de humedad del material Es el factor de mayor influencia en la velocidad de secado, que afecta en general a todos los ratios de secado. La cantidad de humedad presente en un material (contenido de humedad) puede ser expresada en base húmeda o en base seca, e indicada en % o kg/kg (Corvalan et al., 1995; Balladin et al., 1996; Correa y Da Silva, 2005). El contenido de humedad en base húmeda (H bh ), definido como el peso del agua presente en el producto por unidad de peso del material sin secar, viene dado por la expresión 1.1. De igual manera, el contenido de humedad en base seca (H bs ), definido como el peso del agua presente en el producto por unidad de peso del material seco, se calcula por la expresión 1.2 (Martínez-Pinillos, 1997; Pavez et al., 2000). H bh mh m0 m0 m s m0 (1.1) H bs mh ms m0 ms ms (1.2) Donde: H bh y Hbs : humedad del material en base húmeda y seca, respectivamente; kg/kg. m h : cantidad de agua en el material húmedo; kg. m 0 : masa inicial de material sin secar; kg. m s : masa de la materia seca en el producto; kg. Las humedades, expresadas en % y kg/kg, se relacionan mediante las expresiones 1.3 y 1.4. �H* H 100 H 1 H (1.3) H* (1.4) 100 H * Donde: H* y H: humedad del material; % y kg/kg. La relación entre Hbh y H bs se expresa a través de las expresiones 1.5 y 1.6. H bh 1 1 H bs (1.5) H bs 1 1 1 H bh (1.6) 1 Habitualmente, en ensayos de secado donde el producto se va pesando de forma regular se dispone de un registro de pérdida de peso, el contenido de humedad instantáneo para cualquier tiempo , en base húmeda [Hbh( )] o seca [Hbs( )], se obtiene mediante las expresiones 1.7 y 1.8. H bh H bs 1 1 H 0bh m0 m 1 H 0bs m0 m 1 (1.7) (1.8) Donde: Hbh( ) y Hbs( ): humedad instantánea en base húmeda y seca; kg/kg H0bh y H0bs: humedad inicial en base húmeda y seca; kg/kg. m( ): masa del material en el tiempo ; kg. 1.4.2- Ratio de humedad El ratio de humedad se calcula por la expresión 1.9. Sin embargo, es habitual en las aplicaciones de secado despreciar el contenido de humedad de equilibrio (He), ya que la humedad relativa del aire �fluctúa continuamente durante el proceso, y por tanto He es un parámetro difícil de determinar en la práctica (Romero y Kieckbush, 2003; Togrul y Pehlivan, 2004; Montero, 2005). De esta manera, el ratio de humedad que se utiliza comúnmente es el que se determina a través de la expresión 1.10. RH H H0 RH H H0 He He (1.9) (1.10) Donde: RH: ratio de humedad; adimensional. H( ):humedad del material en cada instante de tiempo ; kg/kg. H e : humedad de equilibrio del material; kg/kg. H 0 : humedad inicial del material; kg/kg. 1.4.3- Requerimiento térmico del proceso de secado El requerimiento térmico que se necesita para secar un material se denomina calor latente de vaporización (Montero, 2005). En el agua libre, a presión constante, depende exclusivamente de la temperatura. Su valor en función del mencionado parámetro se puede determinar por la ecuación empírica 1.11 (Giner y Gely, 2005). Esta ecuación tiene una precisión adecuada porque cuando se calcula con la misma, para el intervalo de temperatura entre 20 y 100 ºC, se incurre en un relativo promedio de 0,6 %, respecto a los resultados reportados por Vukalovitch (1978). R C S1 C S 2 Tag M ag 273,15 Donde: : calor latente de vaporización del agua; J/kg. R: constante de los gases (8 314); J/kmol·K. M ag : peso molecular del agua (18,01); kg/kmol. (1.11) �C S1 y C S2 : constantes cuyo valores son 6 547,1 y 4,23 (Giner y Gely, 2005); adimensionales. T ag : temperatura del agua; °C. Si el agua no está libre, el calor latente es mayor y los factores de los que depende son: el tipo de producto, su humedad y la temperatura. La variación del parámetro respecto a los factores antes señalados ha sido estudiada por diversos autores para diferentes materiales (Corvalan et al., 1995; Ekechukwu y Norton, 1999; Maldonado y Pacheco, 2003; Aviara et al., 2004; Giner y Gely, 2005). Por otro lado, si el ambiente en el que se encuentra el material tiene una humedad relativa mayor que la actividad de agua que le corresponde a su contenido de humedad, el producto absorbe humedad. Por lo tanto, para secar el material no basta con suministrar calor, sino que es necesario que la humedad relativa del ambiente en el que se encuentra sea lo suficientemente baja (López et al., 2000; Mujumdar, 2000; Park et al., 2002; Chemkhi et al., 2004; Arslan y Togrul, 2005). 1.4.4- Régimen de secado Para cualquier material cuyo proceso de secado transcurra completamente dentro del periodo de velocidad de secado constante, el régimen de secado puede ser determinado por la expresión 1.12. La misma ha sido reportada en diferentes fuentes bibliográficas especializadas en la temática del secado (Cabrera y Gandon, 1983; Treybal, 1985; Kasatkin, 1987; Boizán, 1991). N NC ms dH A d k y Ys Y (1.12) Siendo: ms m0 100 H 0 100 Donde: N: régimen de secado; kg/m2·s. NC: régimen de secado en el periodo de velocidad constante; kg/m2·s. (1.13) �A: área donde se lleva a cabo la evaporación (área de exposición para el proceso investigado); m2. dH/d : velocidad de secado; kg/kg·s. : tiempo de secado; s. ky: coeficiente de transferencia de masa gaseosa; kg/m2·s. Ys: humedad del aire en la superficie del líquido; kg/kg. Y: humedad del aire en la corriente principal; kg/kg. Para calcular el régimen de secado de un material en el periodo de velocidad de secado decreciente, la práctica más empleada según las investigaciones consultadas (Cabrera y Gandon, 1983; Treybal, 1985; Kasatkin, 1987; Rudenko y Shemajanov, 1989; Boizán, 1991) es la que considera el comportamiento de la curva de velocidad de secado como una línea recta, la cual puede ser representada según la expresión 1.14. N ND NC H He Hc He k2 H He (1.14) Donde: ND: régimen de secado en el periodo de velocidad decreciente; kg/m2·s. Hc: humedad del material al finalizar el régimen de velocidad de secado constante; kg/kg. k2: coeficiente de secado para el segundo periodo; kg/m2·s. 1.4.5- Ratio de secado Cuando el material que debe secarse se pesa a intervalos predefinidos, puede trazarse la curva contenido de humedad vs. tiempo de secado. Al diferenciar la referida curva, se obtiene una información muy importante: la velocidad de secado en función del tiempo de operación o ratio de secado (RS). La velocidad de secado puede calcularse mediante la expresión 1.15 (Montoya y Orozco, 2005; Prasad y Vijay, 2005; Kulasiri y Woodhead, 2005). RS dH d H d d H (1.15) �Donde: RS: ratio de secado; kg/kg·s. dH: variación de humedad del material; kg/kg. d : variación de tiempo; s. H( +d ): humedad del material medida en el instante +d ; kg/kg. 1.4.6- Propiedades termofísicas del aire que influyen en el proceso de secado natural Las mismas son necesarias para el cálculo del intercambio de calor y masa durante el proceso de secado solar de los materiales almacenados a la intemperie, pueden ser calculadas mediante las ecuaciones 1-8 del Anexo 2 (Montero, 2005). Las referidas ecuaciones han sido validadas en diversas regiones del mundo y utilizadas con éxito en múltiples investigaciones precedentes relacionadas con el secado solar de diferentes materiales (Jain y Tiwari, 2003, 2004; Tiwari et al., 2004; Kumar y Tiwari, 2006; Tiwari y Sarkar, 2006; Vinardell, 2011). 1.5- Características generales de las menas lateríticas utilizadas en la industria del níquel 1.5.1- Composición química, granulométrica y mineralógica Las menas lateríticas empleadas en el proceso productivo (menas objeto de secado natural) están compuestas por materiales esencialmente ferrosos, con elevados contenidos promedios de Fe2O3 que, en general, varían entre 67,79 y 71,74 % (Retirado, 2007; Retirado et al., 2007). Por su parte, Sierra (2010) reporta que la granulometría predominantemente oscila entre 0 y 50 mm que representa el 80,72 % del peso total de las muestras, con humedades (en base húmeda) comprendidas entre 34 y 38 %, lo anterior concuerda con los resultados obtenidos por diferentes investigadores para los perfiles lateríticos de los yacimientos niquelíferos cubanos (Almaguer y Zamarsky, 1993; Almaguer, 1995, 1996a, 1996b; Rojas et al., 2007; Sierra, 2007). La composición mineralógica evidenció el predominio de la Goethita, la que oscila entre 64,58 y 70,68 %, como promedio. En este aspecto coinciden varios autores que han realizados estudios �relacionados con la mineralogía del material en cuestión (Oliveira et al., 2001; Rojas, 2001; Rojas et al., 2005a y b; Agyei et al., 2009a y b; Rojas et al., 2012). 1.5.2- Propiedades termofísicas que influyen en el proceso de secado natural En la modelación del secado natural se deben considerar las propiedades termofísicas del material que influyen en el proceso. En la Tabla 1.1 se relacionan los valores usados en la simulación y la optimización de los parámetros fundamentales del secado natural de las menas lateríticas. La conductividad térmica (k) de las menas lateríticas procesadas en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto varía desde 0,11 W/m · ºC para la temperatura ambiente hasta 0,17 W/m · ºC para la temperatura de 700 ºC y su calor específico a presión constante (Cp) en el referido intervalo de temperatura puede asumirse constante e igual a 970 J/kg · ºC (Page et al., 1998). La densidad real ( ) se determinó en el laboratorio analítico del Centro de Desarrollo de Investigaciones del Níquel, mediante el método pignométrico (Mitrofánov et al., 1982). El valor promedio después del procesamiento estadístico de los resultados fue de 3 726 kg/m3, siendo sus valores mínimo y máximo iguales a 3 673 y 3 771 kg/m3. El valor promedio de la densidad aparente fue de 1 100,4 kg/m3 y la oscilación estuvo entre 1 084 y 1 122 kg/m3 (Vinardell, 2011). La difusividad térmica ( ) se calcula mediante la expresión 6 del Anexo 2, para ello se utilizan los valores de k, Cp y declarados en la Tabla 1.1. La emisividad ( ) y la absortividad solar ( s) se asumen de acuerdo con las recomendaciones expuestas en la literatura especializada en la transferencia de calor (Mijeeva y Mijeev, 1991; Bejan y Kraus, 2003; Incropera y De Witt, 2003). Tabla 1.1. Valores de las propiedades termofísicas usados en la simulación y la optimización*. k (W/m · ºC) Cp (J/kg · ºC) (kg/m3) (m2/s) (adimensional) (adimensional) 0,11 970 3 726 304,353 ·10-6 0,93 0,63 s *Los valores mostrados en la Tabla 1.1 corresponden a una temperatura de aproximadamente 300 K. �1.5.3- Evaporación de la humedad no estructural contenida en las menas lateríricas Para comprobar en qué medida puede ser evaporada la humedad no estructural que se encuentra enlazada al material se aplicaron las técnicas de ensayos térmicos, para ello se emplearon muestras de los perfiles lateríticos L-48 y M-47 del yacimiento Punta Gorda y el equipamiento cuyas características técnicas se exponen en el Anexo 3. Los termogramas de las muestras de los horizontes superiores (Figuras 1 y 2 del Anexo 3) exponen tres picos endotérmicos notables: el primero, alrededor de los 65 oC, producto de la pérdida del agua no estructural. El segundo, entre los 290 y 320 ºC, atribuible a la deshidroxilación de la Goethita que es la fase mineralógica predominante y el tercero, entre los 450 y 480 ºC, debido a la oxidación de la fase de Manganeso. El comportamiento térmico representado en la Figura 3 del Anexo 3 refleja el pico endotérmico a los 69 ºC ya conocido, atribuible a la pérdida de agua no estructural, la muestra MN5, expone el endotérmico próximo a los 294 ºC, al presentar cierta cantidad de Goethita. Además, se observa otro pico endotérmico próximo a los 645 ºC atribuible a la deshidroxilación de la Lizardita. El pico endotérmico a los 714 y 721 ºC se explica por la presencia del Piroxeno Enstatita. El pico exotérmico a los 827 ºC se debe a la recristalización del mineral refractario. Resultados similares para el referido pico exotérmico se ilustran en la Figura 4 del Anexo 3. El estudio térmico de las menas lateríticas evidencia, en general, que la composición mineralógica no tiene una influencia significativa en el secado natural. Los termogramas en ambos perfiles para los dos horizontes (superiores e inferiores) exponen un pico endotérmico alrededor de los 65 ºC, típico de la pérdida del agua no estructural lo que evidencia una alta humedad en las menas. Resultados análogos fueron obtenidos por otros investigadores en yacimientos cubanos con características similares (Rojas et al., 2005a, 2012). Por otra parte, para las muestras estudiadas se comprueba que con el secado a temperaturas inferiores a 100 ºC solo se puede extraer el agua no estructural (humedad enlazada de forma físicomecánica), como ha sido reportado por Rebinder (1979) y Kasatkin (1987). Esto confirma que con �el secado solar natural sólo se elimina parcialmente la humedad que se encuentra ligada al material de forma físico-mecánica (Vega et al., 2005; Montoya et al., 2007; Retirado et al., 2007). También se infiere que para las muestras de los horizontes inferiores (Figuras 3 y 4 del Anexo 3) se produce un cambio de estructura en los minerales que componen las menas lateríticas, que se refleja en el pico exotérmico a temperaturas entre 820 y 830 ºC producto de la recristalización del mineral refractario, estos resultados indican que el secado convencional del material a temperaturas superiores a 820 ºC por un tiempo prolongado puede ser perjudicial para la extracción de los metales útiles en el proceso metalúrgico, lo anterior evidencia la importancia que tiene la reducción de la humedad del material a través del secado natural previo. A este aspecto se han referido con anterioridad otros investigadores (Estenoz y Espinosa, 2003; Aldana et al., 2004; Retirado, 2007). 1.6- Breve caracterización de las variables meteorológicas en la región de Moa Según el estudio realizado por la División América de la empresa especializada en auditorias ambientales CESIGMA S.A. (CESIGMA S.A., 2004), la región de Moa donde se encuentra el patio de secado solar de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” presenta un clima tropical con una distribución estacional irregular de las precipitaciones, determinada por una significativa disminución de las mismas dentro del período lluvioso y una tendencia general a la ocurrencia de láminas máximas al final del mismo. Presenta dos máximos; uno principal en octubre-noviembre y otro secundario en mayo-junio, de igual manera, presenta dos mínimos; uno en febrero-marzo y otro en julio-agosto. La cantidad de días al año con lluvias mayor que 1 mm es superior a 100, el promedio anual de precipitaciones alcanza los 2 000 mm y la evaporación se acerca a los 1 600 mm. La combinación de la máxima evaporación con el mínimo de precipitaciones en el verano y el mínimo de evaporación con el máximo de precipitaciones en el invierno producen un resecamiento intenso en el verano y un exceso de humedad en el invierno. La temperatura media anual es 27 ºC, en verano fluctúa entre 30 y 32 ºC con máximas que oscilan entre 34 y 36 ºC y en invierno varía entre 14 y 26 ºC con mínimas alrededor de los 12 ºC. La �insolación es prácticamente constante todo el año, siendo la frecuencia de días despejados en el período seco de 60 días/año y la insolación anual es mayor que 2 900 horas luz. La radiación solar incidente sobre la superficie media anual es de 17 MJ/m2 (suma diaria). La humedad relativa media anual para las 7:30 horas es de 85 a 90 % y para las 13:00 horas está entre 70 y 75 %. El régimen eólico refleja la ocurrencia mayoritaria de los vientos alisios reforzados por las brisas marinas, y contrarrestados por el terral. Los vientos soplan sobre la zona oriental procedentes del NE en los meses de octubre-enero; del ENE, durante febrero-mayo; y del Este, en junio-septiembre. La velocidad promedio de la brisa es en general de 1,4 a 4,1 m/s y mantiene una frecuencia de 180 días al año. Se puede afirmar que el viento reinante en la zona es la combinación alisios-brisa marina con una frecuencia mayor que el 64 %. Generalmente el viento reinante es el de mayor velocidad promedio anual, que en la zona del patio de secado es de 3,9 a 4,4 m/s. Como se infiere de las características ante expuestas existen ocho meses del año (diciembre-abril y julio-septiembre) donde las precipitaciones son moderadas. En el período se destacan los meses de verano donde existe una marcada disminución de las mismas, lo que conjugado con los altos regímenes de radiación solar provoca la máxima evaporación de la humedad. 1.7- Análisis del proceso de secado natural como objeto de modelación matemática Durante el proceso de secado natural el material está expuesto directamente a la radiación solar, al aire y a otras condiciones ambientales, siendo los requerimientos energéticos de la operación suministrados, fundamentalmente, por la energía solar (Montero, 2005). Como se ilustra en la Figura 1.2 una parte de la radiación de onda corta incidente del sol es absorbida por el material y la otra parte es reflejada. Una fracción de la radiación absorbida y el aire caliente que circula sobre el material provoca el calentamiento superficial del mismo, lo que da lugar a la propagación de calor al interior (consiguiéndose la variación de la energía interna del �material) y a la evaporación de la humedad superficial, de esta forma se logra la desecación del producto. La otra fracción de la radiación se pierde por la transmisión de onda larga al ambiente. Sol Pérdida por radiación de onda larga al ambiente Pérdidas por reflexión Radiación solar de onda corta Calor absorbido Transferencia de calor y masa por convección y evaporación Aire Material expuesto a secado natural Superficie del terreno Figura 1.2. Esquema estructural del secado natural de los materiales almacenados en forma de pila. Fuente: Montero, 2005. Al considerar los criterios anteriores, se puede establecer la expresión general 1.16 para el balance de energía y la modelación matemática de la velocidad de secado en la superficie de las pilas. qe (1.16) qs Donde: qe y q s : calores que entran a la superficie de secado y que salen de la superficie de secado; W/m2. Al particularizar los términos de la ecuación general del balance de energía (ecuación 1.16) al proceso de secado natural de las menas lateríticas resulta que: qe qRad qs qCond qConv [se utilizan los signos + y – para Ta N Ts y Ta Ts, respectivamente] (1.17) (1.18) �Donde: qRad: calor por radiación que se aprovecha en el secado natural de las menas lateríticas; W/m2. qConv: calor por convección que intercambian la superficie de la pila de minerales y el aire; W/m2. qCond: calor por conducción transferido hacia el interior de la pila de minerales; W/m2. N · : calor de evaporación; W/m2. En el proceso investigado se considera que qg= qa= 0 porque se trata de un balance de energía en la superficie de secado de la pila (en la superficie de control) y para este caso los términos de generación y almacenamiento de energía no son relevantes (Incropera y De Witt, 1999, 2003). Al sustituir las expresiones 1.17 y 1.18 en la 1.16 se obtiene la ecuación para el balance de energía, particularizada al proceso investigado (1.19). En la misma, se desprecian las pérdidas de calor por radiación de onda larga al ambiente y por conducción hacia el terreno. Esto se debe, a que se considera que el material es opaco y mal conductor del calor, por tanto, los procesos de absorción, reflexión y conducción se pueden tratar como fenómenos superficiales (Incropera y De Witt, 2003). q Rad qConv qCond N (1.19) En las publicaciones consultadas se reportan trabajos relacionados con el proceso de secado solar de múltiples materiales (Phoungchandang y Woods, 2000; Türk, 2003; Gigler et al., 2004; Touré y Kibangu-Hkembo, 2004; Vega et al., 2006). Sin embargo, solo se dispone de estudios aislados para las menas lateríticas y ninguno de ellos aborda la modelación matemática del secado natural para el material en cuestión. 1.8- Conclusiones del capítulo 1 La literatura científica contiene un soporte matemático satisfactorio para la modelación de los procesos de secado, pero las simplificaciones realizadas para resolver las situaciones físicas particulares no dan solución al problema de la inexistencia de modelos apropiados para la descripción del secado natural de las menas lateríticas. �En las investigaciones precedentes se exponen los aspectos teóricos y las metodologías generales para el análisis de la transferencia de calor y masa en los procesos de secado. Sin embargo, las publicaciones consultadas no contienen un procedimiento de cálculo que posibilite la determinación de los parámetros fundamentales del secado natural de las menas laterítica. �CAPÍTULO II 2. MODELACIÓN DE LOS PARÁMETROS FUNDAMENTALES DEL PROCESO DE SECADO NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS 2.1- Introducción El secado natural de los materiales almacenados en pilas a la intemperie depende de diversos parámetros fundamentales los cuales deben ser considerados en la modelación matemática del proceso. El establecimiento de los modelos que describen el proceso de secado natural de las menas lateríticas resulta novedoso debido, entre otros aspectos, a las múltiples situaciones físicas que se presentan durante su implementación en las empresas cubanas productoras de níquel. El objetivo del presente capítulo es: establecer los modelos matemáticos de los flujos de calor transferidos; la radiación solar que incide en la superficie de la pila; la temperatura y humedad de las menas lateríticas en la superficie de secado; la distribución de temperatura y humedad que experimenta el material; la velocidad de secado; el área de exposición y el volumen de las pilas. 2.2- Modelos de los flujos de calor transferidos durante el proceso de secado natural 2.2.1- Modelo del flujo de calor por radiación Para determinar el flujo de calor por radiación que recibe la pila de menas lateríticas se realiza el balance de energía en la superficie de secado de la misma y se obtiene la expresión 2.1. qRad Donde: c Gc s I( , ) I( , ) c Gc s I( , ) (2.1) �c: absortividad del cielo; adimensional. Gc: irradiación del cielo; W/m2. I( , ): radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de la pila; W/m2. : inclinación de la superficie de la pila respecto al plano horizontal; grados sexagesimales. : orientación de la superficie de la pila respecto al eje norte-sur; grados sexagesimales. : reflectividad de las menas lateríticas; adimensional. La irradiación del cielo debido a la emisión atmosférica se calcula por la expresión 2.2 (Anderson, 1982; Duffie y Beckman, 1991). Gc 4 Tcielo (2.2) Donde: : constante de Stefan-Boltzman (5,67 · 10-8); W/m2·K4. Tcielo: temperatura efectiva del cielo; K. El valor de la temperatura efectiva del cielo depende de las condiciones atmosféricas, el mismo varía desde 230 K para un cielo claro y frío hasta 285 K aproximadamente, para condiciones nubladas y calientes (Howell et al., 1982). Esta temperatura puede ser estimada en función de la temperatura del aire (Ta), a través de la expresión 2.3 (Duffie y Beckman, 1980, 1991). Tcielo 0,0552 Ta1,5 [en esta expresión Ta se expresa en K] (2.3) 2.2.1.1- Modelo de la radiación solar que incide en la superficie de la pila Como consecuencia de las diferentes regiones y composición de la atmósfera, no toda la energía extraterrestre llega a la superficie de la tierra, modificándose su naturaleza, y sobre todo, su �componente direccional. La radiación global que incide sobre una superficie inclinada en la tierra consta de tres componentes, y se calcula por la expresión 2.4 (Luboschik y Schalajda, 1990). IG I B Donde: ID IR (2.4) IG, IB, ID y IR: radiación global, directa, difusa y reflejada, respectivamente; W/m2. Si se conoce la radiación global sobre una superficie horizontal en sus dos componentes, directa y difusa, existen varios métodos y modelos matemáticos para determinar la radiación global sobre una superficie inclinada (Corvalan et al., 1995), uno de ellos es el establecido por Alaiz (1981), en el cual es necesario determinar la irradiación solar extraterrestre sobre una superficie horizontal (I0), para ello se emplea la expresión 2.5. Al analizar de forma integrada las ecuaciones 2.5-2.9 se infiere que en una latitud dada para cada día del año y a cada hora solar le corresponde un valor diferente de I0. I0 I S cos I S sen hs (2.5) Siendo: IS I CS cos s wh 1 0,033 cos sen l a sen s 23,45 sen 360 360 nd 365,25 cos l a cos s cos wh (2.6) sen hs 284 nd 365 nh 15 º Donde: I0: irradiancia extraterrestre horaria en la superficie horizontal; W/m2. IS: irradiancia solar extraterrestre normal a la radiación; W/m2. : ángulo de incidencia; grados sexagesimales. hs: altura solar; grados sexagesimales. ICS: constante solar, su valor más aceptado es 1 367 (Duffie y Beckman, 1980, 1991); W/m2 (2.7) (2.8) (2.9) �nd: número del día del año (siendo nd = 1 para el 1ro de enero); adimensional. la: latitud; grados sexagesimales. s: declinación solar; grados sexagesimales. wh: ángulo horario; grados sexagesimales. nh: número de horas antes o después del mediodía solar; adimensional. La declinación solar varía entre 23,45 y -23,45 grados desde el solsticio de verano al solsticio de invierno. Para el cálculo del ángulo horario se considera que a cada hora le corresponde una distancia de 15 grados (Duffie y Beckman, 1980, 1991; Montero, 2005). En la Tabla 2.1 se muestra el valor de dicho ángulo para cada hora en el hemisferio norte. Tabla 2.1. Variación diaria del ángulo horario en el hemisferio norte. Parámetros nh (adimensional) wh (grados) 6 6 -90 7 5 -75 8 4 -60 9 3 -45 10 2 -30 Hora del día 11 12 13 14 1 0 1 2 -15 0 +15 +30 15 3 +45 16 4 +60 17 5 +75 18 6 +90 Por su parte, la altura de culminación hc, la hora de salida y puesta del sol ws y el número de horas de sol Td (orto y ocaso solar o duración del día) para cada día del año se calculan por las expresiones 2.10; 2.11 y 2.12, respectivamente (McQuiston et al., 2008). hc 90 la ws arccos tan s tan l a Td 2 ws 15 2 arccos tan s 15 (2.10) s (2.11) tan l a Donde: hc: altura de culminación; grados sexagesimales. ws: hora de salida y puesta de sol; adimensional. Td: número de horas de sol; adimensional. (2.12) �Para calcular las componentes directa (IB) y difusa (ID) de la radiación incidente sobre la superficie horizontal (IH) es necesario utilizar una serie de correlaciones. Se definen entonces, los coeficientes kT, kB y kD, los mismos se calculan por las expresiones 2.13; 2.14 y 2.15 (Alaiz, 1981; Duffie y Beckman, 1980, 1991). kT kB kD IH I0 IB I0 ID I0 IH I CS 360 nd 1 0,033 cos 365,25 sen l a sen s (2.13) cos l a cos s cos wh IB I CS 360 nd 1 0,033 cos 365,25 sen l a sen s (2.14) cos l a cos s cos wh ID I CS 360 nd 1 0,033 cos 365,25 sen l a sen s (2.15) cos l a cos s cos wh Donde: kT: coeficiente de transmisión total atmosférico; adimensional. IH : radiación incidente sobre la superficie horizontal (se determina experimentalmente); W/m2. kB y kD: coeficientes de transmisión fraccionales; adimensionales. Calculado el coeficiente kT (mediante la expresión 2.13) se verifican las condiciones representadas en las ecuaciones 2.17; 2.18 y 2.19 y se calcula el coeficiente empírico Ce, luego se determina la radiación difusa (ID) haciendo el despeje correspondiente en la expresión 2.16. Por su parte, la radiación directa (IB) se determina a través de la expresión 2.20. ID IH Ce (2.16) Siendo: Ce 1 0,09 kT Ce 0,951 0,160 kT Ce 0,165 4,388 kT2 16,638 kT3 12,336 kT4 para kT 0,22 para 0,22 kT para kT 0,80 (2.17) 0,8 (2.18) (2.19) �IB IH ID IH I H Ce I H 1 Ce (2.20) Para calcular la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de la pila de menas lateríticas la cual está inclinada y orientada en y grados, se emplea la expresión 2.21, nótese que la misma depende del ángulo . En el caso de las pilas de sección transversal parabólica el ángulo de referencia para el cálculo es el tangencial ( t) y para las pilas de sección transversal triangular se considera para el cálculo el ángulo maximal ( m). Estos ángulos pueden ser determinados como una función de dos propiedades físicas del material (granulometría y humedad), a través de las expresiones 3 y 4 del Anexo 9 propuestas por Sierra (2010), o mediante trigonometría si se conoce el ancho de la base y la altura de la pila. Al utilizar la expresión 2.21 en la presente investigación se incorpora como elemento novedoso la modelación matemática del efecto de sombra que se produce por el movimiento diario del sol y la inclinación de la superficie de secado de la pila (ver Figura 2 del Anexo 10) I , IG IH 1 Ce R , Ce 1 cos 2 1 cos 2 (2.21) cos wh cos wh (2.22) Siendo: R , sen s sen l a sen s sen l a cos s cos s cos l a cos l a Donde: Ce: coeficiente empírico; adimensional. R( , ): factor de conversión; adimensional. : albedo o reflectividad del suelo frente al plano receptor, habitualmente oscila entre 0,17 y 0,2. �Luego, el modelo apropiado para el cálculo del flujo de calor por radiación que recibe la superficie de secado de la pila de minerales expuesta a secado natural lo constituye la ecuación 2.23, la misma se obtiene al sustituir las expresiones 2.2; 2.3 y 2.21 en la 2.1. En esta ecuación igualmente se introduce como elemento novedoso la modelación del efecto de sombra anteriormente mencionado. qRad c 0,0552 Ta1,5 4 s I H 1 Ce R , Ce 1 cos 2 1 cos 2 (2.23) 2.2.2- Modelo del flujo de calor por convección El flujo de calor por convección que intercambian la superficie de la pila y el aire se determina, según la ley de Newton-Richman, por la expresión 2.24 (Incropera y De Witt, 1999, 2003). qConv ha Ts Ta (2.24) Donde: ha: coeficiente de transferencia de calor por convección; W/m2·ºC. La literatura internacional reporta diversas investigaciones encaminadas a determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección durante el secado solar de diferentes materiales (Anwar y Tiwari, 2001; Jain y Tiwari, 2003, 2004; Tiwari et al., 2004; Kumar y Tiwari, 2006). En general, los modelos obtenidos para el cálculo del coeficiente convectivo constituyen adaptaciones del modelo reportado por Kumar y Tiwari (1996). En el presente trabajo el coeficiente de transferencia de calor por convección (ha) se determina por la expresión 2.25 (Incropera y De Witt, 1999, 2003), para ello se calcula el número de Nusselt (Nu) en función del tipo de convección que predomina durante la implementación del proceso. ha Nu ka L Donde: Nu: número de Nusselt; adimensional. (2.25) �L: longitud característica de la superficie de secado; m. Debido a que el secado solar de las menas lateríticas se desarrolla a la intemperie, el material intercambia calor con el aire en condiciones naturales, en estas circunstancias la transmisión de calor se produce por convección libre, forzada y mixta (Retirado et al., 2011), para definir el tipo de convección predominante se verifican las condiciones mostradas en las expresiones 2.26; 2.27 y 2.28, si se cumple la primera condición se considera que predomina la convección libre, en la segunda predomina la convección forzada y en la tercera se tiene en cuenta el efecto combinado de ambas (Incropera y De Witt, 1999, 2003). Gr 1 (2.26) 1 (2.27) Re 2 Gr Re 2 Gr 1 Re 2 (2.28) Siendo: Gr g sen a Re Ts Ta L3 a 2 a Va L Va L a a Donde: Gr: número de Grashof; adimensional. Re: número de Reynolds; adimensional. g: aceleración de la gravedad (9,81); m/s2. Va: velocidad del aire; m/s. (2.29) (2.30) �Para calcular el número de Nusselt en la convección libre (NuL) Tiwari y Sarkar (2006) recomiendan la expresión 2.31. En la misma, las propiedades termofísicas del aire se determinan a la temperatura promedio (Tp), la cual se calcula por la expresión 9 del Anexo 2. C Gr Pr n* NuL C Ran* (2.31) Donde: NuL: número de Nusselt para la convección libre; adimensional. Ra: número de Rayleigh; adimensional. C y n*: constantes experimentales; adimensionales. En el proceso investigado la superficie de secado de la pila de minerales tiene una inclinación respecto al plano horizontal ( ) que oscila entre 20 y 70 grados (Estenoz, 2009; Retirado et al., 2011) y por tanto el número de Nusselt puede ser determinado por la expresión 2.32 (Incropera y de Witt, 1999; 2003). Las propiedades termofísicas del aire contenidas en la expresión 2.32 ( a, a) a, y se calculan mediante las expresiones 5, 6 y 8 del Anexo 2. Los valores de las constantes C y n* se asumen de la literatura consultada (Bejan y Kraus, 2003). Nu L 0,56 g sen Ts Ta L a a 2 3 a a 1 4 0,56 g sen a a Ts Ta 1 3 4 L (2.32) a Para determinar el número de Nusselt (NuF) con predominio de la convección forzada (caso más frecuente en la implementación del proceso) se tiene en cuenta que el mismo es función de los números de Reynolds, Prandtl y Gujman, según la expresión 2.33 reportada por Kasatkin (1987). Nu F 2 M Re B 1 2 3 15 Pr Gu (2.33) Siendo: Gu Ts Ta Donde: Ta Ta (2.34) �NuF: número de Nusselt para la convección forzada; adimensional. Gu: número de Gujman; adimensional. : potencial de secado; K. M y B: constantes experimentales; adimensionales. Al sustituir las ecuaciones 2.30; 7 del Anexo 2 y 2.34, en la 2.33 se obtiene la expresión 2.35. Los valores de las constantes M y B se seleccionaron según las recomendaciones de Kasatkin (1987). Nu F 2 1 40 Va L 9 10 a 1 a 3 a 2 15 (2.35) Ta Las propiedades termofísicas del aire ( a, a y Pr) se determinan por las expresiones 2, 4 y 7 del Anexo 2. Al igual que en la convección libre estas son determinadas a la temperatura promedio Tp. Si existe predominio de la convección mixta o mezclada el número de Nusselt (NuM) puede ser determinado por la expresión 2.36, la misma fue propuesta por Churchill (1983) y posteriormente ha sido recomendada por Incropera y De Witt (1999, 2003). El signo positivo se aplica al flujo transversal y el signo negativo al flujo opuesto. Nu M Nu FP 1 P P Nu L (2.36) Donde: NuM: número de Nusselt para la convección mixta; adimensional. P: constante experimental; adimensional. Sustituyendo las expresiones 2.33; 2.31 y los valores de las constantes en la expresión 2.36 resulta: Nu M 2 0,025 9 10 Re 1 Pr 3 2 15 Gu 3 0,56 Gr Pr 1 3 3 1 4 (2.37) Al sustituir la expresión 2.25 en la 2.24 se obtiene el modelo general (ecuación 2.38) para el cálculo del flujo de calor por convección. En el mismo, se introduce como elemento novedoso la utilización �del número de Nusselt en función del tipo de convección predominante (ecuaciones 2.32; 2.35 y 2.37), lo cual está determinado por la dinámica con que cambian las condiciones físicas durante la implementación del proceso de secado natural en las empresas productoras de níquel y cobalto. Nu ka Ts Ta L qConv (2.38) 2.2.3- Modelo del flujo de calor por conducción El calor que se transfiere por conducción desde la superficie de secado hacia el interior de la pila de minerales se calcula mediante la Ley de Fourier (expresión 2.39), la misma ha sido reportada en múltiples fuentes bibliográficas (Edwards y Penney, 1994; Incropera y De Witt, 1999, 2003). qCond k Ts T , (2.39) Donde: Ts( ): temperatura en la superficie de la pila de minerales en el instante (para y = l); ºC. T ( , ): temperatura en el interior de la pila de minerales a la distancia y en el instante ; ºC. : espesor de la capa de material donde se produce la conducción del calor ( = y - l); m. La temperatura del material en la superficie de la pila [Ts( )] se calcula como una función de dos parámetros principales: la radiación solar global y el calor transmitido por convección, dependiendo el primero de la inclinación de la superficie ( ), el ángulo de incidencia ( ) y la altura solar (hs); y el segundo del coeficiente de transferencia de calor por convección y la diferencia de temperatura entre la superficie y la corriente libre, factores todos que se encuentran en la expresión general 2.40. Se recomienda utilizar algún software apropiado (Derive, MATLAB, Mathcad o cualquier otro). En este trabajo se determinó con la aplicación informática creada (ver Figuras 7 y 8 del Anexo 10). Ts 4 ha Ts Ta4 ha Ta c 0,0552 Ta1,5 4 s I( , ) 0 (2.40) La temperatura T ( , ) se determina al obtener la distribución de temperatura en la pila, para ello es necesario resolver la ecuación 2.41 con la condición inicial 2.42 y de frontera 2.43. �2 T T x T x, y, z,0 T S, 2 2 T 2 2 z2 y x, y, z T x, y , z (2.41) D , donde D es el conjunto de puntos de la pila 0 , donde S es la frontera de la pila 1 (2.42) (2.43) Donde: T: temperatura del material; ºC. Existen diferentes métodos de solución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, los que se clasifican en analíticos y numéricos (Edwards y Penney, 1994; Jiménez, 1999; Young et al., 2008). Sin embargo, en este trabajo se empleó el método de separación de variables porque a través del mismo se muestra explícitamente la dependencia entre las variables del proceso investigado. 2.2.3.1- Modelo unidimensional de la distribución de temperatura en la pila La expresión que caracteriza la distribución unidimensional de temperatura [T(y, )] de cada sección del corte (Figura 2.1) se obtiene al considerar que la conducción de calor transitoria cumple las condiciones del primer problema general de contorno definido por Tijonov y Samarsky (1980), para ello se emplea la ecuación 2.44 con las condiciones iniciales y de frontera representadas en 2.45. T 2 T y2 T y,0 f y, (2.44) y T 0, 1 T l, 2 (2.45) Para emplear este enfoque es necesario discretizar el problema de la distribución de la temperatura, lo anterior se logra al dividir la pila en cortes de espesor fino y cada uno de estos cortes en secciones de ancho suficientemente pequeño, según se muestra en la Figura 2.1. �y y y y=l y = f(x) y = f(x) bo/2 -bo/2 0 z a) x x 0 xi b) xf x c) Figura 2.1. Esquema para el análisis de la distribución unidimensional de temperatura y humedad. a): Pila de mineral; b): Corte de la sección transversal; c): Sección analizada en el corte. En el modelo de la distribución de temperatura de una sección se cumplen las condiciones: f y, y 0 (2.46) (2.47) 1 T0 2 Ts (2.48) (2.49) T0 Donde: T0: temperatura inicial del material; ºC. Para resolver la ecuación 2.44 con las condiciones 2.46-2.49 se aplica el método de separación de variables, para ello se introduce una nueva función incógnita v y, v y, T y, , según la expresión 2.50. U y, (2.50) Siendo: U y, 1 La función v y, v 2 y v 2 y l y Ts T0 l se determinará como la solución de la ecuación 2.52. f y, 2 1 U T0 2 U y 2 Con las condiciones complementarias: 0 y dTs l d 0 y dTs l d (2.51) (2.52) �v y,0 T y,0 U y,0 v 0, T 0, U 0, v l, T l, y 1 U l, y Ts 0 l 0 T0 1 Ts Ts T0 y T0 Ts 0 l (2.53) 0 Se resuelve el problema anterior [ecuación 2.52 con las condiciones representadas en 2.53] suponiendo que la solución tiene la forma de una serie de Fourier (ver Anexo 4). Luego se sustituye la ecuación 15 del Anexo 4 en la 1 del propio anexo y se obtiene la expresión 2.54. v y, cos n n n 1 2 n l e 2 e n l 2 dTs ( ) d d 0 Ts (0) T0 sen n y l (2.54) Al sustituir las ecuaciones 2.54 y 2.51 en la 2.50 se obtiene la expresión 2.55, la cual constituye el modelo matemático para el cálculo de la distribución de temperatura del material en una pila de menas lateríticas expuesta a secado natural. El referido modelo tiene como elemento novedoso que es el resultado de la solución de un problema de contorno que incluye las condiciones iniciales y de frontera (esta última, es una función que varía en la posición y el tiempo) características del proceso objeto de estudio. Además, incluye los elementos novedosos declarados con anterioridad. T y, cos n n n 1 2 T0 y Ts l n l e 2 e 0 n l 2 dTs ( ) d d Ts (0) T0 sen n y l (2.55) T0 2.3- Formalización de la modelación bidimensional de la distribución de temperatura Para determinar el valor de la temperatura T(x,y, ) en cualquier punto (x;y) de la sección transversal de la pila de menas lateríticas para cualquier instante de tiempo se emplea la Figura 2.2. Para ello se conoce que T(x,0, ) = T0 y que para y = f(x) se cumple la igualdad siguiente: T x, y , Ts x, f ( x), (2.56) �Y Y Y g2(x, ) 6 5 y = f (x) b y = f (x) 4 (x; y) f 1(y, ) 3 f 2(y, ) 2 j X a) 1 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 b) X 0 g1(x, ) a X c) Figura 2.2. Esquema para el análisis de la distribución bidimensional de temperatura y humedad. a): Corte de la sección transversal de la pila; b): Discretización de la sección transversal; c): Sección rectangular analizada en el corte. Sin perder generalidad, el problema se puede discretizar de la forma como se muestra en la Figura 2.2b. Luego cada punto (x;y) pertenece a un rectángulo Rij (i =1, 2,…, 12; j = 1, 2,…, 6) y para cada rectángulo Rij (Figura 2.2c) se plantea el siguiente problema de contorno: Tij 2 Tij 2 x2 y2 Tij 0, y, f1 y, Tij a, y, f 2 y, Tij x,0, g1 x, Tij x, b, g 2 x, Tij x, y,0 y, Tij (2.57) (2.58) T0 Para los rectángulos limítrofes con y = f(x) [los sombreados en la Figura 2.2b] se cumple que: g1 x, g 2 x, Tij x,0, si j 1 T0 si j 1 Ts x, f ( x), 0 (2.59) (2.60) Si i 1, ... ,6 (mitad izquierda de la pila o talud este de la pila) f1 y, Ts x, f ( x), f 2 y, Ti 1 j x a, y, (2.61) (2.62) �Si i f1 y, f 2 y, 7, ... ,12 (mitad derecha de la pila o talud oeste de la pila) (2.63) Ti 1 j x a, b, Ts x, f ( x), (2.64) Para los rectángulos no limítrofes con y = f(x) [los interiores en la Figura 2.2b] se cumple que: g1 x, Tij x,0, si j 1 T0 si j 1 (2.65) (2.66) f1 y, Tij 1 x, y b, Ti 1 j x a, y, f2 y, Ti 1 j x a, y, (2.68) g2 x, (2.67) Como se aprecia, la modelación bidimensional de la distribución de temperatura en las pilas de minerales se realiza considerando las condiciones físicas en que se desarrolla el proceso investigado. El procedimiento general para la obtención de los modelos se expone en el Anexo 5. 2.4- Modelo general del proceso de secado natural de una pila de minerales En el proceso de secado natural de las menas lateríticas, como resultado de la incidencia de la radiación solar, en la superficie de secado de la pila de minerales se forma una película de vapor de agua, la humedad del material disminuye y en el interior de la pila surgen dos gradientes: el de humedad ( H) y el de temperatura ( T). En presencia de ambos gradientes comienza el traslado de la humedad desde las capas interiores hasta la superficie de secado de la pila. Para el estudio del proceso investigado se considera que los coeficientes ku y son constantes y no dependientes de la humedad del material, y se emplea la ecuación 2.69 obtenida por Likov (1968). Esta expresión constituye el modelo general que caracteriza la velocidad de cambio de la humedad en el interior de un sólido poroso en un punto de coordenadas (x; y; z) en el tiempo , es por ello que ha sido sugerida por varios investigadores para el estudio del proceso de secado de materiales porosos (Kasatkin, 1987; Rudenko y Shemajanov, 1989; Hernández y Quinto, 2005, 2008). �H 2 ku 2 H x2 H y2 2 H z2 2 2 2 x2 y2 z2 T T T (2.69) Donde: ku: coeficiente de conducción de humedad; m2/s. : coeficiente térmico de conducción de humedad; 1/ºC. La ecuación 2.69 en este trabajo se utiliza concretamente para la determinación de la distribución de humedad en las pilas de menas lateríticas expuestas al proceso de secado natural. Para ello se resuelve la misma mediante el método de separación de variables con las condiciones iniciales y de frontera específicas (problemas de contorno característicos) del proceso investigado. Los coeficientes ku y para las menas lateríticas del yacimiento Punta Gorda fueron determinados por De Miguel (2009) y Retirado (2007), sus valores respectivos son: 0,00112 m2/s y 0,01862 1/ºC. Los mismos fueron utilizados en la simulación y la optimización de los parámetros del proceso. 2.4.1- Modelo unidimensional de la distribución de humedad en la pila La expresión que caracteriza la distribución unidimensional de humedad [H(y, )] en la pila de menas lateríticas se determina considerando que la ecuación 2.70 con las condiciones iniciales y de frontera representadas en el sistema de ecuaciones 2.73, se corresponde con el primer problema general de contorno definido por Tijonov y Samarsky (1980). H 2 ku H y2 f y, (2.70) Siendo: 2 f y, ku T y2 (2.71) �2 T y 2 2 cos n n l n 1 H y,0 2 n l e 2 n l e 2 dTs ( ) d d 0 sen n y l (2.72) y H 0, H0 H l, Hs (2.73) Donde: (y): función que caracteriza el cambio de H0 en cada instante de tiempo y posición “y”; kg/kg. Hs( ): humedad del material en la superficie de secado de la pila (para y l ) en el instante ; kg/kg. Para resolver la ecuación 2.70 con las condiciones representadas en 2.73 se aplica el método de separación de variables y se emplea la Figura 2.1, para ello se introduce la función incógnita v y, , según la expresión 2.74. v y, H y, U y, (2.74) Siendo: U y, H0 La función v y, v 2 ku v y Hs l H0 (2.75) se determinará como la solución de la ecuación 2.76. H y2 2 ku H U y2 2 ku U y2 Con las condiciones complementarias representadas en 2.77. y v y,0 H y,0 U y,0 y H0 Hs 0 H0 l v 0, H 0, U 0, H0 H0 0 v l, H l, U l, Hs H0 Hs H0 y dH s l d f ( y, ) y H0 R ( y, ) y Hs 0 l (2.76) H0 (2.77) 0 Luego el problema anterior se reduce a la ecuación 2.78 y las condiciones representadas en 2.79. v 2 ku y v 2 R( y, ) (2.78) �v y,0 H y,0 v 0, v l, 0 0 U y,0 y y Hs 0 l H0 H0 y (2.79) Este último problema [ecuación 2.78 con las condiciones representadas en 2.79] se resuelve suponiendo que la solución tiene la forma de una serie de Fourier (ver Anexo 6). Luego se sustituye la ecuación 11 del Anexo 6 en la 1 del propio anexo y se obtiene: ku 2 ku v y, e n l 2 cos n e n l 0 2 Rn d 2 H1 n 2H s 0 n n 1 l 2 n 2 H0 Hs 0 n sen Hs 0 2 2 sen n H 1 y sen 0 n n y dy l H0 l l n y l (2.80) Al sustituir las ecuaciones 2.80 y 2.75 en la 2.74 se obtiene la expresión 2.81, la cual constituye el modelo matemático para el cálculo de la distribución de humedad del material en una pila de menas lateríticas expuesta a secado natural. Este modelo incluye los elementos novedosos declarados anteriormente y los restantes que, con posterioridad, se declaran en el presente capítulo. Para el caso particular en que (y) = H1 = constante se procede de forma análoga al caso general anteriormente expuesto [donde (y) = variable] y se obtienen las expresiones 1-4 del Anexo 7. �2 ku H y, e 2 n l cos n e n ku l 0 2 Rn d 2 H1 n 2H s 0 n n 1 l 2 n 2 H0 Hs 0 n sen Hs 0 n y l y Hs l H0 2 2 sen n H 1 y sen 0 n n y dy l H0 l l H0 (2.81) 2.5- Formalización de la modelación bidimensional de la distribución de humedad Para determinar el valor de la humedad H(x,y, ) en cualquier punto (x;y) de la sección transversal de la pila de menas lateríticas para cualquier instante de tiempo , al igual que para el análisis de la distribución de temperatura, se emplea la Figura 2.2. Para ello se conoce que H(x,0, ) = H0 y que para y = f(x) se cumple la relación siguiente: H x, y , H s x, f ( x), (2.82) En este caso se procede de forma análoga al análisis realizado para la modelación matemática bidimensional de la distribución de temperatura y se considera que cada punto (x;y) pertenece a un rectángulo Rij (i =1, 2,…, 12; j = 1, 2,…, 6), y que para cada rectángulo Rij (Figura 2.2c) puede ser planteado el siguiente problema de contorno: H ij 2 ku 2 H ij x2 H ij q x, y , y2 (2.83) Siendo: 2 q x, y , ku Tij 2 x2 y2 Tij (2.84) �H ij 0, y, f1 y, H ij a, y, f 2 y, H ij x,0, g1 x, H ij x, b, g 2 x, H ij x, y,0 y, (2.85) H0 Para los rectángulos limítrofes con y = f(x) [los marcados en la Figura 2.2b] se cumple que: g1 x, g 2 x, H ij x,0, si j 1 H0 si j 1 H s x, f ( x), 0 (2.86) (2.87) Si i 1, ... ,6 (mitad izquierda de la pila o talud este de la pila) f1 y, H s x, f ( x), f2 y, Hi 1 j x a, y, Si i f1 y, f 2 y, (2.88) (2.89) 7, ... ,12 (mitad derecha de la pila o talud oeste de la pila) (2.90) Hi 1 j x a, b, H s x, f ( x), (2.91) Para los rectángulos no limítrofes con y = f(x) [los interiores en la Figura 2.2b] se cumple que: g1 x, H ij x,0, si j 1 H0 si j 1 (2.92) g2 x, Hij 1 x, y b, (2.93) f1 y, Hi 1 j x a, y, Hi 1 j x a, y, (2.94) f2 y, (2.95) Luego, la modelación bidimensional de la distribución de humedad de las menas lateríticas expuestas a secado natural se desarrolla según el procedimiento que se expone en el Anexo 8. De los procedimientos generales mostrados en los Anexos 5 y 8 se deduce que los modelos matemáticos bidimensionales de la distribución de temperatura y humedad de las menas lateríticas son casi imposibles de validar en la práctica. Es por ello, que en la presente investigación se emplea la homogenización del material en las pilas como método alternativo para hacer corresponder los modelos unidimensionales obtenidos [T(y, ) y H(y, )], con la realidad física del proceso estudiado. �2.6- Modelos de la velocidad de secado y de la humedad del material en la superficie En la Figura 2.3 se muestra un esquema estructural del secado natural de las menas lateríticas que refleja los calores que influyen en el proceso, del análisis de la figura antes mencionada y el ordenamiento de la expresión 1.19 se establece la ecuación 2.96. La misma, relaciona el régimen de flujo calórico (calor total) y el régimen de secado (N) durante el proceso. c 0,0552 Ta1,5 4 s I( , ) Nu ka Ts L Ta k Ts T , N (2.96) Las expresiones particulares para la determinación de los calores presentes en el miembro izquierdo de la expresión 2.96 (las expresiones 2.23; 2.38 y 2.39) se obtienen del análisis de los modos de transferencia de calor que influyen en el secado natural de las menas lateríticas, el régimen de secado (N) se determina por las ecuaciones 1.12 o 1.14, según corresponda y el calor latente de vaporización ( ) se calcula por la expresión 1.11. Sol Calor de evaporación Calor por radiación Aire Calor por conducción Calor por convección Menas lateríticas expuestas a secado natural Superficie del terreno Figura 2.3. Calores que influyen en el proceso de secado natural de las menas lateríticas. �Al sustituir las expresiones de cálculo de , N y ms (1.11; 1.12 o 1.14 y 1.13) en la ecuación 2.96 se obtiene para el periodo de velocidad de secado constante: 0,0552 Ta1,5 c k Ts 4 I( , ) s T , Nu ka Ts L dH 1 m0 100 H 0 d A 100 Ta R CS1 CS 2 Tag M ag (2.97) 273,15 Después de las transformaciones correspondientes, la expresión 2.97 puede ser escrita como se muestra en la 2.98. Luego se despeja el térmico de interés y se obtiene la expresión 2.99 para el cálculo de la humedad del material en la superficie de la pila en cualquier instante A 0,0552 Ta1,5 c dH d 1 m0 100 H 0 100 A k H0 Nu k a Ts L I( , ) s Ts Ta R C S1 C S 2 Tag M ag 0,0552 Ta1,5 c Hs 4 4 s I( , ) k Ts [Hs( )]. T , (2.98) 273,15 Nu k a Ts L Ta T , m0 100 H 0 100 R C S1 C S 2 Tag M ag (2.99) 273,15 Donde: -dH/d 1: velocidad de secado en la superficie de la pila durante el primer periodo; kg/kg·s. Las expresiones 2.98 y 2.99 solo son aplicables al periodo de velocidad de secado constante, las mismas caracterizan a la velocidad de secado y la humedad del material en la superficie de una pila de menas lateríticas sometida al proceso de secado natural. En el periodo de velocidad de secado decreciente se combinan las ecuaciones 2.96; 1.11; 1.12; 1.13 y 1.14; y se obtienen las expresiones 2.100 y 2.101, las cuales son análogas a la 2.98 y 2.99. �0,0552 Ta1,5 c A H dH d 2 He Hc Ts R C S1 C S 2 Tag M ag 0,0552 Ta1,5 c A H s He k Hs H0 Hc Ts I( , ) 4 (2.100) 273,15 Nu k a Ts L Ta T , m0 100 H 0 100 He Ta T , m0 100 H 0 100 He Nu k a Ts L I( , ) s k 4 R C S1 C S 2 Tag M ag (2.101) 273,15 Donde: -dH/d 2: velocidad de secado en la superficie de la pila durante el segundo periodo; kg/kg·s. Las expresiones 2.98 y 2.100; 2.99 y 2.101 constituyen los modelos que permiten calcular la velocidad de secado [-dH/d instante de tiempo 1 y -dH/d 2] y la humedad del material en la superficie de la pila en el [Hs( )], respectivamente. Los mismos tienen como elementos novedosos que son aplicables a los dos periodos de secado y que están particularizados a las condiciones de secado específicas en que se implementa el secado natural en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. También incluyen los elementos novedosos declarados para los modelos de los flujos de calor por radiación, convección y conducción. 2.7- Modelos generales del área de exposición y el volumen de las pilas de material En las investigaciones que abordan la modelación matemática del proceso de secado solar, generalmente, se calcula el área de exposición y el volumen de material expuesto a secado en función de la forma geométrica que adopta el producto que se desea secar y no como una función de las propiedades físicas del mismo (Salinas et al., 2004, 2008; Hernández et al., 2008; Montes et al., 2008; Ferreira y Costa, 2009). �En el caso particular de las menas lateríticas cubanas, el secado natural se realiza almacenando el material en pilas, las cuales tienen por lo general su sección transversal triangular (Estenoz et al., 2007 a y b; Retirado et al., 2007, 2009, 2011; Vinardell, 2011). Debido a esto, las ecuaciones clásicas que se emplean en el cálculo del área de exposición y el volumen para las geometrías cuadradas, rectangulares y cilíndricas no pueden ser aplicadas al mencionado proceso. Se requiere entonces, establecer los modelos para el cálculo del área de exposición y el volumen de las pilas de menas lateríticas con geometrías de su sección transversal triangular. Para obtener el área de exposición y el volumen de una pila de mineral se deben considerar sus áreas laterales y frontales (Retirado y Legrá, 2011). De forma general, se puede establecer la expresión 2.102 para el cálculo del área superficial de una pila de material con simetría axial. A 2 ASL ASF (2.102) Los parámetros ASL y ASF se calculan por las ecuaciones 2.103 y 2.104 (Stewart, 2009). bo 2 ASL 2 LSL 1 f ' ( x) 2 dx (2.103) 0 bo 2 ASF 2 x 1 f ' ( x) 2 dx (2.104) 0 Donde: ASL: área de la superficie lateral de la pila; m2. ASF: área de la superficie frontal de la pila; m2. LSL: longitud de la superficie lateral de la pila; m. bo: ancho de la base de la pila; m. f´(x): derivada de la función que caracteriza la generatriz de la superficie lateral; m. Luego, el área de exposición de la pila de minerales (A) se obtiene sumando las dos áreas anteriores (ASL y ASF) y resulta: �bo 2 A 2 LSL x 1 f ' ( x) 2 dx (2.105) 0 El volumen de las pilas de menas lateríticas se calcula por la expresión 2.106, mientras que los volúmenes de la superficies lateral y frontales se determinan por las expresiones 2.107 y 2.108, respectivamente (Swokowski, 2002; Stewart, 2009). V VSL VSF (2.106) Siendo: VSL ASTSL LSL (2.107) bo 2 VSF 2 x f ( x) dx (2.108) 0 Donde: V: volumen de la pila; m3. VSL y VSF: volumen de la parte lateral y de las partes frontales de la pila; m3. ASTSL: área de la sección transversal de la superficie lateral; m2. El área de la sección transversal de la superficie lateral (ASTSL) se calcula por la expresión 2.109, la misma ha sido recomendada en investigaciones precedentes (Ricaurte y Legrá, 2010; Sierra, 2010). ASTSL bo2 k f (2.109) Donde: kf: factor de forma; adimensional. 2.7.1- Modelos para las pilas de sección transversal triangular y otras de interés Este tipo de geometría en la más frecuente en la práctica. En este caso se considera que las superficies laterales de la pila son planas y las frontales son cónicas, como se muestra en la Figura 2.4. Las áreas de las superficies laterales y frontales se calculan con las expresiones 2.103 y 2.104. �Y Y D D C f (x) aSL h h f (x) ASL 0 0 bo/2 bo/2 m A X A LSL X a) B b) Figura 2.4. Superficies que se generan en una pila de menas lateríticas de sección transversal triangular (caso donde m= t). a): superficie frontal; b): superficie lateral. La función f(x) en este caso es una línea recta (Figura 2.5), cuya ecuación es la siguiente: y f x 2x bo h 1 (2.110) Siendo la derivada (respecto a x ) de la función f(x): y' f ' ( x) 2 h bo tan m (2.111) Y P2 f(x) h -bo/2 P1 m= t 0 bo/2 P3 X Figura 2.5. Vista frontal de una pila de sección transversal triangular. Se sustituye la ecuación 2.111 en la 2.105 y se obtiene modelo matemático para el cálculo del área de exposición de la pila de minerales con sección transversal triangular (expresión 2.112). �bo 2 A 2 LSL x tan m 2 dx 1 (2.112) 0 Para establecer el modelo del volumen de la pila se debe calcular el factor de forma, para la sección transversal triangular se determina por la expresión 2.113 (Ricaurte y Legrá, 2010). 1 tan m 4 kf (2.113) Luego, el modelo para el cálculo del volumen de la pila (expresión 2.114) se obtiene sustituyendo las ecuaciones 2.113; 2.111; 2.110; 2.109; 2.108 y 2.107 en la 2.106. V 1 2 bo tan m LSL 4 bo 2 2 x 0 bo tan m 2 1 2x bo dx (2.114) Finalmente, es importante destacar que, siguiendo el mismo procedimiento descrito en este epígrafe, se establecieron los modelos para el cálculo del área de exposición y el volumen de las pilas de minerales que tienen su sección transversal parabólica, hiperbólica y semi-elíptica (ver Anexo 9). Estas geometrías no son frecuentes, pero se obtienen durante la formación de las pilas de menas lateríticas (Ricaurte y Legrá, 2010; Sierra, 2010; Retirado y Legrá, 2011). Por tal razón, fueron consideradas en la modelación matemática del proceso de secado natural. Los modelos establecidos en esta sección tienen como elemento novedoso que permiten calcular el área de exposición y el volumen de las pilas en función de las dimensiones de la superficie horizontal disponible para el secado natural y de los ángulos maximal y tangencial de las pilas. 2.8- Conclusiones del capítulo 2  La expresión 2.21 constituye el modelo para el cálculo de la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de las pilas de minerales [I( , )]. La misma es función, fundamentalmente, del día del año, la declinación solar, el ángulo horario, la latitud, la altura solar, el ángulo de incidencia, las componentes directa y difusa de la radiación solar horizontal, �la orientación e inclinación de la superficie de secado, la reflectividad del suelo ubicado frente a la pila y los ángulos maximal y tangencial de la pila de menas lateríticas.  Las expresiones 2.23; 2.38; 2.39 y 2.40 son los modelos para el cálculo de los flujos de calor transferidos y la temperatura del material en la superficie de las pilas. Estos modelos están particularizados al proceso estudiado y son función de la irradiación del cielo, la radiación global que incide sobre la superficie de secado de las pilas, el tipo de convección predominante y la variación de temperatura que experimenta el material durante el proceso de secado natural.  Quedaron establecidos los modelos para el cálculo de la distribución unidimensional de temperatura y humedad [T(y, ) y H(y, )] que experimentan las menas lateríticas durante el proceso de secado natural (expresiones 2.55; 2.81 y 4 del Anexo 7) y los procedimientos generales para el desarrollo de la modelación bidimensional de estos parámetros [T(x,y, ) y H(x,y, )] (Anexos 5 y 8). Los referidos modelos y procedimientos se obtienen al resolver las ecuaciones diferenciales de difusión del calor (2.41) y del intercambio de humedad en un sólido poroso (2.69) para las condiciones iniciales y de frontera específicas del proceso investigado.  Los modelos obtenidos para la velocidad de secado [(dH/d 1) y (dH/d 2)] y la humedad del material en la superficie de la pila en el instante de tiempo [Hs( )] en los dos periodos de secado están formados por las expresiones 2.98; 2.99; 2.100 y 2.101. Los mismos se deducen del balance de energía en la superficie de secado de una pila de menas lateríticas almacenada a la intemperie que está expuesta, de forma natural, a la radiación solar y la convección del aire.  Los modelos representados por la expresión 2.112 y las 1; 6 y 8 del Anexo 9 permiten calcular el área de exposición (A) de las pilas de menas lateríticas expuestas al proceso de secado natural que tengan simetría axial y geometría de su sección transversal triangular, parabólica, hiperbólica y semi-elíptica, respectivamente. De modo similar, la expresión 2.114 y las 2; 7 y 9 del Anexo 9 permiten calcular el volumen de las pilas (V). Para ello, basta conocer las dimensiones (largo y ancho) de la superficie horizontal disponible para el secado natural y los �ángulos maximal ( m) y tangencial ( t) de las pilas. Estos ángulos pueden determinarse como una función de dos propiedades físicas del material: la granulometría y humedad. �CAPÍTULO III 3. IMPLEMENTACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS DEL PROCESO DE SECADO NATURAL DE LAS MENAS LATERÍTICAS 3.1- Introducción En los capítulos precedentes fueron establecidos los modelos, las ecuaciones de enlace y los procedimientos que permiten calcular los parámetros fundamentales del secado natural de las menas lateríticas. Sin embargo, debido a la complejidad que presupone el trabajo manual con los modelos, se requiere implementarlos en una aplicación informática que permita validarlos y luego posibilite la simulación y optimización de los parámetros del proceso que son de interés para la presente investigación. En este sentido los objetivos del capítulo son:  Implementar en una aplicación informática los modelos, las ecuaciones de enlace y los procedimientos establecidos para el cálculo de los parámetros fundamentales del proceso.  Obtener información experimental de un caso de estudio representativo del proceso de secado natural a escala industrial que posibilite la validación de los modelos teóricos establecidos.  Desarrollar la simulación de la distribución de temperatura y humedad del material; y la optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas.  Valorar los beneficios económicos y el impacto ambiental asociados al proceso investigado. 3.2- Implementación de los modelos matemáticos en una aplicación informática �Los modelos matemáticos, las ecuaciones de enlace, y los procedimientos de cálculo establecidos en los capítulos precedentes fueron implementados en una aplicación informática denominada “SecSolar”, la cual fue diseñada y creada por un grupo multidisciplinario de investigadores del Centro de Estudio de Energía y Tecnología Avanzada de Moa y del Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto Superior Minero Metalúrgico. La mencionada aplicación informática permite validar los modelos establecidos y calcular los parámetros fundamentales del proceso de secado natural de las menas lateríticas, en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. La misma consta de cinco ventanas, ellas son: áreas y volúmenes de pilas; diseño de pilas según radiación solar recibida; cálculo del calor total; dinámica del calor y dinámica del secado. Las operaciones que se pueden realizar en cada una de las ventanas, sus imágenes y los diagramas de bloque utilizados para los cálculos se exponen en el Anexo 10. 3.3- Diseño de experimentos para la validación de los modelos 3.3.1- Instalación experimental Los experimentos se realizaron con menas lateríticas extraídas del frente de explotación del yacimiento Punta Gorda. El material se transportó en camiones desde la mina de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” hasta el Centro de Desarrollo de Investigaciones del Níquel, donde se depositó en el patio de secado solar y se procedió a la formación de las pilas de minerales mediante el empleo de cargadores frontales. Se seleccionó el yacimiento Punta Gorda porque el mismo, por sus características promedios, resulta representativo de los yacimientos lateríticos cubanos (Legrá, 1999; Oliveira, 2001; Vera, 2001; Ariosa, 2002; Cuador, 2002). Lo anterior ha motivado que el yacimiento en cuestión haya sido objeto de estudio de diversas investigaciones científicas (Belete, 1995; Rojas, 1995; De Dios y Díaz, 2003; Proenza et al., 2003; De Miguel, 2002, 2009; Sánchez, 2006; Agyei, 2009a y b; Rojas et al., 2012). �3.3.2- Selección de las variables La velocidad de secado de las menas lateríticas durante el proceso de secado natural depende de múltiples variables, entre ellas se encuentran: la masa de material expuesta a secado, el ángulo de reposo y las dimensiones de las pilas, la humedad inicial y final del material (Retirado et al., 2010). Para la validación de los modelos matemáticos propuestos las variables antes mencionadas se midieron de forma directa en las pilas. También se consideraron los parámetros meteorológicos que influyen en el secado natural. Las particularidades de las variables se describen a continuación: 3.3.2.1- Masa expuesta a secado, ángulo de reposo y dimensiones de las pilas Se construyeron tres pilas de menas lateríticas con sección transversal triangular, dos se formaron con 500 toneladas de material y la otra con 700 toneladas. Se experimentó con un ángulo de reposo maximal de 61 grados sexagesimales. Las dimensiones de las pilas de minerales fueron 140 m de largo y 3,2 m de ancho de la base, para las pilas de 500 toneladas, mientras que la pila de 700 toneladas tuvo una longitud de 140 m y un ancho de la base de 5,49 m. Las características de las pilas expuestas en este párrafo (masa de material expuesta a secado, ángulo de reposo maximal y dimensiones) se corresponden con las utilizadas en la implementación práctica del proceso de secado natural en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto (Estenoz, 2009; Espinosa y Pérez, 2010b; Vinardell, 2011). 3.3.2.2- Humedad inicial y final de las menas lateríticas La humedad inicial se considera una variable independiente y, a la vez, un parámetro de referencia por cuanto permite estimar la incidencia que tiene el proceso de secado natural en la humedad del material. Su valor varía aleatoriamente porque depende de las condiciones meteorológicas de la región en el momento de la implementación del proceso y de las características hidrogeológicas del yacimiento en explotación. Se experimentó con los valores que tenían las menas lateríticas en el �momento en que fueron depositadas (valores de referencia), para ello se tomaron tres muestras en los taludes longitudinales de las pilas. En el caso de la humedad final se realizaron determinaciones en los mismos puntos donde se hicieron las mediciones de la humedad inicial. Los valores de la humedad inicial y final se calcularon mediante las expresiones 1.1 y 1.3. 3.3.2.3- Variables meteorológicas Para el monitoreo de estas variables se empleó el equipo Davis EZ-Mount Groweather que pertenece a la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. El mismo tiene un sistema de adquisición de datos, utilizando un conjunto básico de sensores, que incluye la medición y el registro en computadora, cada una hora, de las variables meteorológicas siguientes: radiación solar, nubosidad, precipitaciones, temperatura del punto de rocío, y la temperatura, humedad relativa, dirección y velocidad del aire. Estas variables tienen un comportamiento aleatorio por lo que no pudieron ser prefijadas para la experimentación, no obstante, sus valores reales fueron considerados en el momento en que se realizó la simulación computacional con la aplicación informática creada. 3.3.3- Tipo de diseño de experimentos empleado En las investigaciones científicas contemporáneas pueden ser empleados diversos tipos de diseños de experimentos (Guzmán, 1986; Guerra et al., 2003; Montgomery, 2004; Miller et al., 2005; Legrá y Silva, 2011). Sin embargo, por las características del proceso estudiado y los recursos disponibles, se empleó un diseño multifactorial cuyas características se relacionan a continuación: 1. Se realizaron mediciones en tres pilas de menas lateríticas para descartar la influencia del proceso mecánico de formación de las pilas. Las mismas se orientaron longitudinalmente en la dirección del eje norte-sur. 2. Las muestras para la medición de la humedad de las menas lateríticas se tomaron en la superficie de las pilas, de esta manera se garantizaron mediciones correctas con la instrumentación disponible. �3. En cada pila se tomaron tres puntos de medición en diferentes cortes y para el análisis posterior se consideró el resultado promedio. Se procedió de esta forma debido a los pequeños valores puntuales y promedios obtenidos para el coeficiente de variación, los cuales fueron inferiores al 5 %. Lo anterior confirma la calidad de las mediciones realizadas y asegura que los resultados obtenidos en un corte sean extrapolables a cualquier otro corte de la pila. 4. Las mediciones antes mencionadas se realizaron durante 14 días no consecutivos donde la variabilidad climática determinó un conjunto diverso de condiciones experimentales en lo que se refiere a los valores de la humedad inicial del material y de los parámetros meteorológicos. 5. En los días impares (1; 3; 5; 7; 9; 11 y 13) se realizaron mediciones en puntos del talud oeste de las pilas y en los días pares se realizaron las mediciones en puntos del talud este. 6. No se consideraron pilas con secciones transversales diferentes a las triangulares o ángulos de reposo maximal diferentes a 61 grados por motivos técnico-económicos. Sin embargo, esto no constituye un obstáculo para comprobar la veracidad de los modelos teóricos propuestos. 3.3.4- Matriz del diseño de experimentos y número de mediciones experimentales En el diseño empleado se consideran como factores o variables independientes la distancia en el eje “X” medida simétricamente desde el origen de coordenadas (XO y XE), la altura en el eje “Y” de la superficie de secado de la pila (YS), la distancia en el eje “Z” medida desde el origen de la superficie lateral de la pila (Z1, Z2 y Z3), y el tiempo medido a las seis y las 18 horas ( 0 y F). El parámetro de referencia lo constituye la humedad inicial del material (H0) y la variable dependiente es la humedad final de las menas lateríticas (HF). En la Tabla 3.1 se expone la matriz del diseño de experimentos implementado en la investigación. Por su parte, los resultados experimentales obtenidos para la humedad de las menas lateríticas y sus correspondientes valores teóricos calculados con los modelos establecidos se relacionan en la Tabla 1 del Anexo 11. Tabla 3.1. Matriz del diseño de experimentos implementado en cada pila de menas lateríticas. �Día 1 2 3 4 X (m) XO XE XO XE Mediciones de humedad a realizar en las pilas a las seis horas Mediciones de humedad a realizar en las pilas a las 18 horas Tres muestras y el valor promedio Tres muestras y el valor promedio Z 0 (m) (h) Z1-3 0 Z1-3 0 Z1-3 0 Z1-3 0 H0(Z1) (%) H0(Z1) H0(Z1) H0(Z1) H0(Z1) H0(Z2) (%) H0(Z2) H0(Z2) H0(Z2) H0(Z2) H0(Z3) (%) H0(Z3) H0(Z3) H0(Z3) H0(Z3) H0(P) (%) H0P(1) H0P(2) H0P(3) H0P(4) Tres muestras y el valor promedio F (h) 12 12 12 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HF(P) (%) (%) (%) (%) HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(1) HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(2) HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(3) HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(4) Continuación de la Tabla 3.1. Tres muestras y el valor promedio X Z H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0(P) HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HF(P) 0 F (m) (m) (h) (%) (%) (%) (%) (h) (%) (%) (%) (%) XO Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(5) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(5) 5 XE Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(6) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(6) 6 XO Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(7) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(7) 7 XE Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(8) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(8) 8 XO Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(9) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(9) 9 10 XE Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(10) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(10) 11 XO Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(11) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(11) 12 XE Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(12) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(12) 13 XO Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(13) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(13) 14 XE Z1-3 0 H0(Z1) H0(Z2) H0(Z3) H0P(14) 12 HF(Z1) HF(Z2) HF(Z3) HFP(14) Total de mediciones experimentales realizadas en cada una de las pilas consideradas 84 Día 3.3.5- Consideraciones sobre la suficiencia del muestreo y el análisis de varianza Para comprobar la pertinencia práctica de los modelos teóricos establecidos para el cálculo de la humedad de las menas lateríticas durante el proceso de secado natural se pueden realizar dos tipos de experimentos, ellos son: 1. El experimento en el cual se determina la humedad de las menas lateríticas tomando muestras de material en la superficie de secado de las pilas y; 2. El experimento en el cual se determina la humedad de las menas lateríticas tomando muestras de material en la superficie de secado y en el interior (parte central) de las pilas. Sin embargo, se debe puntualizar que cuando se someten las menas lateríticas investigadas al secado natural las mismas se compactan y forman una coraza prácticamente impenetrable que, según las investigaciones consultadas, dificulta mucho el muestreo en el interior de las pilas de �minerales (Espinosa y Pérez, 2010a y b; Vinardell, 2011). Este inconveniente determinó que en la validación de los modelos teóricos se implementara mayoritariamente el primer experimento y en menor medida el segundo. En ambos casos durante los experimentos se homogenizó el material en las pilas para obtener valores promedios de humedad. Los resultados obtenidos se exponen en las Tablas 1 y 3 del Anexo 11. En relación con la necesidad de realizar o no un análisis de varianza, se debe destacar que en este caso concreto no se requiere inferir la ya conocida relación existente entre las variables espaciales (x, y, z) y la variable temporal ( ) con la temperatura y la humedad del material en cada punto espacial e instante de tiempo, lo anterior resulta evidente en las ecuaciones 2.41 y 2.69. Por otra parte, en la investigación tampoco fue necesario establecer un modelo empírico para el cálculo de la humedad de las menas lateríticas, por ejemplo utilizando el Método de los Mínimos Cuadrados, porque las mediciones experimentales realizadas tienen como único propósito confirmar la validez de los modelos teóricos obtenidos al resolver las ecuaciones diferenciales 2.41 y 2.69 con los problemas de contorno planteados para el proceso investigado. 3.3.6- Técnica experimental para la medición de la humedad de las menas lateríticas Para el experimento realizado se removió y homogenizó el material en la pilas con la finalidad de obtener valores promedios de humedad. Este parámetro se determinó por el método tradicional de diferencias de pesadas (Martínez-Pinillos, 1997). Se empleó el mismo por la confiabilidad que brinda en los resultados, su sencillez y fácil aplicación (Miranda, 1996; Pavez et al., 2000). Durante el experimento se tomaron muestras de aproximadamente dos kilogramos en la superficie de las pilas en el horario de las seis de la mañana. Las muestras se trasladaron en recipientes herméticos hasta el laboratorio, se le determinó la masa en ese instante en una balanza digital (ver Figura 1 del Anexo 12). Posteriormente se sometieron al secado, en la estufa que se ilustra en la Figura 2 del Anexo 12, a una temperatura de 105 ºC hasta que la masa de la muestra permaneciera constante (alrededor de 24 horas), luego se enfriaron en una desecadora, se determinó la masa de la �muestra seca y se calculó la humedad inicial del material. Simultáneamente las pilas de menas lateríticas se expusieron al proceso de secado natural en el horario comprendido entre las seis y las 18 horas y en éste último horario se tomaron nuevamente muestras en los mismos puntos de muestreo, se repitió el procedimiento realizado en la mañana y se determinó la humedad final. Luego se comprobó el efecto que tuvo el proceso de secado natural en la humedad del material. 3.4- Validación de los modelos matemáticos con pilas de dimensiones industriales En el capítulo precedente se establecieron los modelos teóricos que permiten calcular la humedad de las menas lateríticas, pero se desconoce en qué medida los mismos permiten describir el proceso real, por tal razón los modelos matemáticos deben ser validados. La validación de los modelos tiene gran importancia porque permite conocer con qué precisión los mismos se corresponden con la realidad física del proceso investigado (Viera et al., 1988; Columbié, 2001; Retirado, 2004; Góngora et al., 2007, 2008; Bombino et al., 2010; Brito-Vallina et al., 2011). Dicha validación puede realizarse comparando los resultados obtenidos con el uso del modelo con los datos disponibles sobre el objeto de estudio, comparándolos con los datos reportados por otros modelos ya validados o valorando las conclusiones que se obtienen al usar el modelo en cuestión (Legrá y Silva, 2011). En este trabajo, la validación de los modelos se realiza comparando los resultados experimentales obtenidos para la humedad del material [HF(P)Epx.], con los teóricos calculados con los modelos para las mismas condiciones del experimento [(HF(P)Teo.]. Luego, se calculan los errores relativos puntuales y promedios entre los resultados experimentales y los teóricos, teniendo como criterio de aceptación que el error relativo promedio sea inferior al 10 %. Para el cálculo de los errores se emplean las expresiones 3.1 y 3.2; propuestas por Montgomery (2004) y Miller et al. (2005). El diagrama general empleado en la validación de los modelos se expone en la Figura 1 del Anexo 11. E H F ( P ) Exp. H F ( P )Teo. H F ( P ) Exp. 100 (3.1) �EP Nd H F ( P) Exp. i 1 H F ( P)Teo. H F ( P) Exp. 100 Nd (3.2) Donde: E: error relativo puntual entre los valores experimentales y los teóricos de la humedad; %. HF(P)Exp.: valor promedio de la humedad del material determinado de forma experimental; %. HF(P)Teo.: valor promedio de la humedad del material determinado de forma teórica; %. EP: error relativo promedio entre los valores experimentales y los teóricos de la humedad; %. Nd: número de determinaciones; adimensional. En la Tabla 1 del Anexo 11 se relacionan los valores de la humedad de las menas lateríticas obtenidos experimentalmente en las pruebas de secado natural y los valores teóricos calculados con los modelos matemáticos para las mismas condiciones del experimento, los resultados experimentales [H0(P)Exp. y HF(P)Exp.] son los promedios para las tres muestras analizadas. En la referida tabla se observa que los errores relativos puntuales siempre fueron inferiores al 15 %, siendo el 73,81 % de ellos inferiores al 10 %. El error relativo promedio, en las tres pilas, se encuentra por debajo del 8 % y el error relativo promedio considerando todas las determinaciones es igual a 6,57 %. Estos valores indican que existe una correspondencia satisfactoria entre los resultados de la humedad obtenidos experimentalmente durante el secado natural y los valores teóricos calculados con los modelos establecidos. Los errores relativos puntuales calculados para cada uno de los niveles de humedad relacionados en la Tabla 1 del Anexo 11 obedecen a la distribución que se muestra en la Tabla 2 del Anexo 11. Teniendo en cuenta el ajuste global del 93,43 % alcanzado con los modelos establecidos para el cálculo de la humedad del material, la distribución de los errores relativos puntuales calculados y sus pequeños valores promedios (ver Tablas 1; 2 y 3 del Anexo 11), así como, los criterios expuestos en las literaturas que abordan la modelación matemática de procesos industriales �(Tijonov, 1978; Lucenko, 1984; Legrá y Silva, 2011) donde se especifica que para cálculos de ingeniería (excepto en los procesos y las instalaciones que por su principio de funcionamiento requieren alta precisión en los cálculos) una aproximación del 90 % es satisfactoria, debido a que los resultados siempre están influenciados por los errores inherentes al proceso de experimentación, se puede aseverar entonces que los modelos matemáticos establecidos en el presente trabajo tienen una exactitud adecuada y, por tanto, son válidos para los fines para los cuales fueron creados. 3.4.1- Aplicación práctica de los modelos matemáticos establecidos La aplicación práctica fundamental de los modelos establecidos en el presente trabajo, es que permite calcular los valores y pronosticar los comportamientos de los parámetros fundamentales del secado natural de las menas lateríticas, lo cual es beneficioso para racionalizar la implementación del proceso, por cuanto se puede estimar en qué magnitud se reducirá el contenido de humedad de una cantidad determinada de menas lateríticas, sin tener que someterla al proceso de experimentación y, por consiguiente, se infiere si es factible el secado natural previo del material bajo las condiciones prefijadas para las simulaciones computacionales. Estas posibilidades que brindan los modelos obviamente se pueden convertir en ahorro de combustible y, por tanto, en utilidades económicas para las empresas niquelíferas cubanas que implementan el proceso. 3.5- Aplicación del procedimiento establecido a una pila de dimensiones industriales Para desarrollar este epígrafe se calculan los parámetros fundamentales del proceso de secado natural para la pila de 700 toneladas (ver sus características en la Tabla 1 del Anexo 11). En las secciones siguientes se exponen los resultados obtenidos y los correspondientes comentarios. 3.5.1- Cálculo del área de exposición y el volumen de la pila En las Tablas 1 y 2 del Anexo 13 se relacionan los valores obtenidos para el área de exposición y el volumen de la pila en correspondencia con la variación de los ángulos maximal y tangencial, como �se aprecia, los modelos establecidos en el capítulo anterior (expresiones 2.112 y 2.114 y las 1; 2; 6; 7; 8 y 9 del Anexo 9) permiten determinar los mencionados parámetros para las pilas de minerales con geometría de su sección transversal triangular, parabólica, hiperbólica y semi-elíptica. Sobre el cálculo del área y el volumen resulta interesante destacar que al utilizar los modelos propuestos en la presente investigación solo se requiere conocer las dimensiones (largo y ancho) de la superficie horizontal disponible para el secado natural, datos que siempre están disponibles y los ángulos maximal y tangencial de la pila de minerales, los cuales se pueden determinar conociendo la granulometría y humedad del material (ver ecuaciones 3 y 4 del Anexo 9), estas propiedades físicas de las menas lateríticas igualmente son conocidas y ampliamente dominadas por los obreros e investigadores encargados de implementar el proceso en las empresas productoras de níquel. Los comportamientos mostrados por los valores expuestos en las Tablas 1 y 2 del Anexo 13 indican que el área de exposición y el volumen de las pilas aumentan en la medida en que se incrementan los ángulos maximal y tangencial. Sin embargo, aunque las tendencias al crecimiento de los valores en ambos casos son similares, se observa que la diferencia entre los valores extremos (máximo y mínimo) es más acentuada en el caso del volumen. Por tanto, al variar los ángulos maximal y tangencial se pueden obtener incrementos en el volumen de las pilas que son superiores al incremento que se obtiene para el área de exposición. Por otra parte, aunque es importante valorar las tendencias al crecimiento que reflejan el área de exposición y el volumen de la pila, durante la implementación práctica del proceso de secado natural se debe considerar que no necesariamente se obtienen eficiencias racionales en las pilas de mayor área y volumen, sino en aquellas en que los procesos de transferencia de calor y masa se intensifican como resultado de una mayor captación de la radiación solar y que, a la vez, su volumen sea suficientemente grande para satisfacer la productividad requerida por las empresas �productoras de níquel. Estos criterios deben ser considerados en la optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado natural. 3.5.2- Cálculo de la radiación global que llega a la superficie de secado de la pila Los valores obtenidos para la radiación global que incide sobre la superficie de secado de la pila se relacionan en la Tabla 3 del Anexo 13, los mismos fueron calculados empleando la expresión 2.21, la cual fue establecida para las condiciones específicas del proceso investigado. Al graficar los resultados en la Figura 3.1 se observa que la radiación solar medida sobre la superficie horizontal, en general difiere de un 3 a un 5 % de la radiación global que incide sobre los taludes este y oeste de la pila, lo anterior se debe a que la superficie de secado de la pila está inclinada en 61 grados. De lo aquí expuesto se deduce la importancia que tiene, en el diseño de la tecnología de secado natural, la evaluación rigurosa de la radiación solar disponible e incidente. Sobre el talud este Sobre superficie horizontal Sobre el talud oeste Radiación solar (W/m 2) 1200 1000 800 600 400 200 0 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.1. Comportamiento de la radiación solar que llega a la superficie de secado de la pila. En la Figura 3.1 se observa además que en la sección de la tarde (a partir de las 12 horas) la radiación es más intensa y en consecuencia el secado del talud oeste de la pila será más rápido que �en el este, por tanto el proceso de remoción del material debe realizarse en el sentido este-oeste, lo anterior es congruente con el procedimiento de remoción propuesto por Estenoz (2009), el cual tiene como objetivo desarrollar un método que posibilite aprovechar al máximo las energías solar y eólica en el proceso de secado natural para obtener una elevada productividad del secado por unidad de superficie, mediante la remoción periódica de las pilas, y la regulación y control de sus taludes y parámetros, en tal forma que se pueda adecuar a las variaciones climáticas y las irregularidades de los regímenes de precipitación presentes en la región donde se implementa el proceso investigado. 3.5.3- Cálculo del calor total que llega a la superficie de secado de la pila Debido a que el proceso estudiado se desarrolla a la intemperie, la superficie de secado de la pila intercambia calor con los alrededores por convección y radiación. El calor total que se aprovecha en el secado lo constituye la suma o la diferencia (según corresponda) de estos dos flujos de calor. Calor por convección (W/m 2) Sobre el talud este Sobre superficie horizontal Sobre el talud oeste 11 15 60 50 40 30 20 10 0 6 7 8 9 10 12 13 14 16 17 18 Hora del día Figura 3.2. Comportamiento del flujo de calor por convección durante el proceso de secado natural. �Calor por radiación (W/m 2) Sobre el talud este Sobre superficie horizontal Sobre el talud oeste 800 700 600 500 400 300 200 100 0 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.3. Comportamiento del flujo de calor por radiación durante el proceso de secado natural. En las Tablas 4 y 5 del Anexo 13 se relacionan los valores calculados (con los modelos matemáticos 2.38 y 2.23) para los flujos de calor transferidos por convección y radiación. Al valorar sus comportamientos (Figuras 3.2 y 3.3) se infiere que estos están determinados por el régimen de radiación solar existente, lo anterior explica el hecho de que las tendencias globales de las curvas representadas en las Figuras 3.1 y 3.3 sean similares. Además, se aprecia claramente que el flujo de calor predominante y por tanto más influyente en el proceso de secado natural es el de radiación. Sin embargo, si se comparan los valores obtenidos para la radiación solar (Figura 3.1) y para el flujo de calor por radiación (Figura 3.3), se observa una reducción del segundo respecto al primero, lo anterior es consecuencia de la influencia que tienen la absortividad solar y la reflectividad de las menas lateríticas, la inclinación de la superficie de secado de la pila y las condiciones climatológicas predominantes en la región durante la implementación del proceso de secado natural. 3.5.4- Cálculo y simulación de la distribución de temperatura del material en la pila Durante el proceso de secado natural de las menas lateríticas la superficie de secado recibe la radiación solar, una parte del calor recibido se emplea en evaporar la humedad no estructural del �producto y otra parte en variar la energía interna del material mientras aumenta su temperatura. La distribución de temperatura que experimentan las menas lateríticas durante el secado natural se calcula mediante la ecuación 2.55. Los resultados obtenidos para los diferentes taludes de la pila y espesores de secado se relacionan en las Tablas 6; 7; 8 y 9 del Anexo 13. Al analizar los comportamientos mostrados en las Figuras 3.4 y 3.5 se observa que la superficie de secado de la pila de minerales (donde la altura h = 4,7 m) incrementa su temperatura después de las ocho y 10 horas, respectivamente (posterior a las dos y cuatro horas de secado) y los mayores valores en el talud este de la pila se obtienen en el horario comprendido entre las 10 y las 13:30 horas, donde oscilan entre los 51,4 y 82,9 ºC. En el caso del talud oeste de la pila los mayores valores de temperatura se alcanzan entre las 11 y las 16 horas, en este horario la temperatura del material oscila entre los 70,9 y 85,8 ºC. Sin embargo, en ambos taludes para las restantes alturas consideradas este parámetro tiene un comportamiento aproximadamente constante e igual al valor inicial (25,5 ºC), excepto para la altura h = 4,3 m donde se alcanzan valores cercanos a los 29 y 31ºC entre las 11 y las 13 horas (ver Tablas 6 y 7 del Anexo 13). De los comportamientos mostrados en las Figuras 3.4 y 3.5 se infiere que las menas lateríticas investigadas se caracterizan por ser un material mal conductor del calor, por cuanto los cambios que se producen en la temperatura superficial de la pila de minerales no inciden significativamente en la capa de material que se encuentra ubicada a una distancia de 0,388 m (38,8 cm). �Temperatura del material (ºC) 90 h = 0,000 m 80 h = 0,486 m h = 0,971 m 70 h = 1,457 m 60 h = 1,942 m 50 h = 2,428 m h = 2,913 m 40 h = 3,399 m 30 h = 3,884 m 20 h = 4,370 m h = 4,758 m 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.4. Comportamiento de la distribución de temperatura de las menas lateríticas en el talud este de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. Temperatura del material (ºC) 90 h = 0,000 m 80 h = 0,486 m h = 0,971 m 70 h = 1,457 m 60 h = 1,942 m 50 h = 2,428 m h = 2,913 m 40 h = 3,399 m 30 h = 3,884 m 20 h = 4,370 m h = 4,758 m 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.5. Comportamiento de la distribución de temperatura de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. �Con el objetivo de determinar el espesor de material al cual se produce un cambio significativo en la temperatura de las menas lateríticas en el interior de la pila se graficaron los valores de temperatura para las alturas más cercanas a la superficie de secado de la pila (Figuras 3.6 y 3.7). Como se aprecia para la altura h = 4,6 m, a partir de las 10 horas, se produce un incremento considerable en la temperatura del material respecto a su valor inicial, sin embargo, para la altura siguiente (h = 4,5 m) los valores no cambian significativamente, por tanto se puede concluir que para las condiciones de secado natural analizadas la conducción del calor en ambos taludes de la Temperatura del material (ºC) pila se produce en una capa de material de aproximadamente 0,097 m (9,7 cm) de espesor. 90 h = 3,787 m 80 h = 3,884 m h = 3,981 m 70 h = 4,078 m 60 h = 4,175 m 50 h = 4,272 m h = 4,370 m 40 h = 4,467 m 30 h = 4,564 m 20 h = 4,661 m h = 4,758 m 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.6. Comportamiento de la temperatura en el talud este en función del espesor de secado. �Temperatura del material (ºC) 90 h = 3,787 m 80 h = 3,884 m h = 3,981 m 70 h = 4,078 m 60 h = 4,175 m 50 h = 4,272 m h = 4,370 m 40 h = 4,467 m 30 h = 4,564 m 20 h = 4,661 m h = 4,758 m 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.7. Comportamiento de la temperatura en el talud oeste en función del espesor de secado. 3.5.5- Cálculo y simulación de la distribución de humedad del material en la pila Los valores de la humedad del material se obtienen con las ecuaciones 2.81 y 4 del Anexo 7, y se relacionan en las Tablas 10; 11; 12 y 13 del Anexo 13. En general, se observan pequeñas reducciones en el contenido de humedad de las menas lateríticas que no exceden el 2 y 4,5 % (1,6 y 4,3 %) en los taludes este y oeste de la pila, respectivamente (Figuras 3.8 y 3.9). Estos resultados se corresponden con la cantidad de energía solar y eólica disponible para el proceso de secado natural y con las características del movimiento de la fuente de energía utilizada: el sol. En la Figura 3.8 se observa que en el talud este de la pila se obtienen reducciones en el contenido de humedad del material a partir de las nueve y hasta las 13:30 horas. Sin embargo, en el horario restante la humedad de las menas lateríticas permanece prácticamente constante. En la mañana (desde las seis hasta las nueve horas) se debe a los bajos niveles de radiación solar existentes en ese horario y en la tarde (de 13:30 a 18) el comportamiento puede ser atribuido al efecto de la sombra que se genera producto de la inclinación de la superficie de la pila y del movimiento diario del sol. �37 h = 0,000 m Humedad del material (%) h = 0,486 m h = 0,971 m h = 1,457 m 36 h = 1,942 m h = 2,428 m h = 2,913 m 35 h = 3,399 m h = 3,884 m h = 4,370 m h = 4,758 m 34 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.8. Comportamiento de la distribución de humedad de las menas lateríticas en el talud este de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. En el talud oeste de la pila (Figura 3.9) para las capas de mineral ubicadas entre 0 y 2,4 m de altura se obtienen reducciones de la humedad inferiores al 2,5 %, mientras que en las capas más cercanas a la superficie de la pila (desde h = 3,8 m hasta h = 4,7 m) los niveles de reducción de la humedad oscilan entre 3,2 y 4,2 %. Sin embargo, como promedio en los taludes este y oeste la humedad se redujo en 0,4 y 0,7 %; y en la pila completa la reducción fue de 0,6 %. Este último valor sugiere que para reducir la humedad entre 5 y 6 % en la pila completa, la misma se debe someter al proceso de secado natural por un tiempo de alrededor de 10 días si las condiciones meteorológicas se mantienen similares a las utilizadas en la simulación. De lo contrario puede que se requiera más o menos tiempo, según sea el caso, para lograr los mismos niveles reducción de humedad en el material. Resultados similares a los expuestos en este epígrafe han sidos obtenidos en la implementación práctica del proceso objeto de estudio y en las pruebas �experimentales de secado natural que constan en las investigaciones consultadas (Estenoz et al., 2004, 2005; Retirado et al., 2007, 2008, 2009, 2010). Humedad del material (%) 37 h = 0,000 m h = 0,486 m 36 h = 0,971 m h = 1,457 m 35 h = 1,942 m h = 2,428 m 34 h = 2,913 m 33 h = 3,399 m h = 3,884 m 32 h = 4,370 m h = 4,758 m 31 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.9. Comportamiento de la distribución de humedad de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. En las Figuras 3.10 y 3.11 se graficaron los valores de humedad obtenidos para las mismas condiciones de secado en la que se obtuvo la distribución de temperatura que se muestra en las Figuras 3.6 y 3.7. Al analizar detalladamente las Figuras 3.6; 3.7; 3.10 y 3.11 y su interrelación se aprecia que en el caso de la temperatura los cambios significativos se producen en la capa de material que está a 9,7 cm de la superficie de la pila (Figuras 3.6 y 3.7), pero en el caso de la humedad sucede diferente y se obtienen reducciones en la misma, que resultan significativas para el proceso (mayor de 1,5 y 3,5 %, según el talud del que se trate), hasta las capas que se encuentran a una distancia de 29,1 y 87,4 cm en los taludes este y oeste, respectivamente (Figura 3.10 y 3.11). �37 h = 3,787 m Humedad del material (%) h = 3,884 m h = 3,981 m h = 4,078 m 36 h = 4,175 m h = 4,272 m h = 4,370 m 35 h = 4,467 m h = 4,564 m h = 4,661 m h = 4,758 m 34 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.10. Comportamiento de la humedad en el talud este en función del espesor de secado. Los resultados anteriores confirman que durante el proceso de secado natural de las menas lateríticas el transporte de la humedad se produce por los efectos combinados de los gradientes de temperatura y de humedad. En el caso del primero actúa, fundamentalmente, en las capas cercanas a la superficie de secado de la pila como resultado del calentamiento que experimenta el material en esa zona y el segundo, actúa en las capas interiores como consecuencia de la diferencia de concentración de humedad existente entre las diferentes zonas de la pila. Estos comportamientos sugieren que durante el proceso investigado el mecanismo de movimiento de la humedad es mixto e incluye los efectos combinados de la difusión de vapor debido a los gradientes de presión parcial del vapor, la difusión líquida debido a los gradientes de concentración de humedad y el movimiento de líquido debido a las fuerzas capilares y gravitatorias. �Humedad del material (%) 37 h = 3,787 m h = 3,884 m 36 h = 3,981 m h = 4,078 m 35 h = 4,175 m h = 4,272 m 34 h = 4,370 m 33 h = 4,467 m h = 4,564 m 32 h = 4,661 m h = 4,758 m 31 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.11. Comportamiento de la humedad en el talud oeste en función del espesor de secado. 3.5.6- Cálculo y simulación de la velocidad de secado en la pila La velocidad de secado durante el proceso investigado tiene un comportamiento oscilatorio que se corresponde con las oscilaciones de la radiación solar y la temperatura del material en la superficie de la pila. Se caracteriza, además, por tener pequeños valores (ver Tablas 14 y 15 del Anexo 13), los cuales son consecuencia de la baja densidad de energía con que se implementa el secado natural. En la Figura 3.12 se observa que la velocidad de secado en el talud este de la pila, entre las 6:30 y las 8 horas, es prácticamente insignificante debido a la poca radiación solar existente, pero se intensifica entre las 10 y las 13:30 horas como resultado del incremento de la radiación. Posterior a las 14 horas la velocidad de secado es nula porque en el talud analizado deja de incidir la radiación solar debido a la inclinación de la superficie y a la posición del sol (ver Tabla 14 del Anexo 13). �0.050 h = 0,000 m Velocidad de secado (%/h) 0.045 h = 0,486 m 0.040 h = 0,971 m 0.035 h = 1,457 m 0.030 h = 1,942 m 0.025 h = 2,428 m 0.020 h = 2,913 m h = 3,399 m 0.015 h = 3,884 m 0.010 h = 4,370 m 0.005 h = 4,758 m 0.000 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.12. Comportamiento de la velocidad de secado en el talud este de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. 0.050 h = 0,000 m Velocidad de secado (%/h) 0.045 h = 0,486 m 0.040 h = 0,971 m 0.035 h = 1,457 m 0.030 h = 1,942 m 0.025 h = 2,428 m 0.020 h = 2,913 m h = 3,399 m 0.015 h = 3,884 m 0.010 h = 4,370 m 0.005 h = 4,758 m 0.000 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Hora del día Figura 3.13. Comportamiento de la velocidad de secado en el talud oeste de la pila, desde la base hasta la superficie de secado. �En el caso del talud oeste de la pila (Figura 3.13) se puede inferir que hasta las 10 horas dicho talud se encuentra a la sombra, sin embargo, a partir de la hora mencionada comienza a incidir la radiación solar y por consiguiente se incrementa abruptamente la velocidad de secado alcanzando sus valores máximos entre las 11 y las 15 horas, pero a diferencia del talud este (Figura 3.12), aquí entre las 14 y las 18 horas la velocidad de secado tiene valores apreciables para el proceso investigado (ver Tabla 15 del Anexo 13). Lo anterior está condicionado por los regímenes de radiación solar que inciden en la superficie de secado de la pila en la sección de la tarde. De los comportamientos mostrados en las Figuras 3.12 y 3.13 se infiere que la implementación práctica del proceso pudiera realizarse con pilas asimétricas cuyo talud oeste sea mucho mayor que el talud este, de esta manera se lograría reducir la inclinación del talud oeste y se haría corresponder la mayor superficie de captación solar de la pila con el horario en que mayor radiación solar incide. Finalmente es importante destacar que los resultados mostrados para la distribución de temperatura y humedad del material; y la velocidad de secado se corresponden con los obtenidos en las simulaciones computacionales desarrolladas para la pila del caso de estudio analizado. Nótese en las Figuras 3.4; 3.5; 3.8; 3.9; 3.12 y 3.13 que la temperatura del material, la reducción de la humedad y velocidad de secado son mayores en las capas superficiales por estar en contacto directo con la radiación solar, de igual manera se refleja en las simulaciones mostradas en las Figuras 1a y b del Anexo 14) donde se aprecia, mediante el cambio en la intensidad del color, que en las capas superiores el material está más caliente y tiene menos contenido de humedad que en el interior de la pila. También es obvia la diferencia entre los resultados obtenidos en los dos taludes de la pila. 3.6- Optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas 3.6.1- Elección del método de optimización Se seleccionó el método propuesto por Sierra (2010), el cual básicamente consiste en: �1. Discretizar los valores de las variables. Con este procedimiento el problema queda escrito como un problema de optimización combinatoria. 2. Aplicar el método denominado Búsqueda Exhaustiva, el cual consiste en evaluar las restricciones para cada una de las combinaciones de los valores discretos de las variables. Cuando cierta combinación de valores de las variables satisface las restricciones, entonces, se considera que se obtuvo una solución factible (Arzola, 2000). 3. Evaluar la función objetivo para todas las soluciones factibles y seleccionar las mejores soluciones (combinaciones que generen el menor o los menores valores; o que generen el mayor o los mayores valores) de acuerdo con las particularidades del proceso investigado. La ventaja de este método es que no se presentan complicaciones relacionadas con la continuidad, aleatoriedad y derivabilidad de las funciones objetivos y las restricciones. Su desventaja está relacionada con la correcta selección de la discretización que contemple el análisis del mayor número de casos y se logre obtener una solución satisfactoria en un tiempo razonable (Sierra, 2010). 3.6.2- Procedimiento de optimización implementado en la aplicación informática El proceso de discretización del problema de optimización se realiza siguiendo los pasos que a continuación se relacionan:  Se divide la pila en un número n de cortes finos k1, k2, … kn; al espesor de cada corte ki se les denomina ei. Cada uno de estos cortes ki es dividido en m sectores Ci1, Ci2, Cij, … Cin, tal como se muestra de forma simplificada en la Figura 1 del Anexo 16.  La superficie queda dividida en secciones superficiales Sij determinadas por cada corte ki y cada sector Cij. A cada sección superficial Sij se le puede asociar una sección plana Pij determinada por los cuatro vértices de Sij. � A cada corte ki se le asocia una función f(Xi) tal que a cada valor de X se le asocia el valor de Y en la superficie de la pila. En la práctica el ancho de la base de la pila de cada corte fue dividido en m subintervalos, donde se cumple la condición: 3 m 100. Por defecto se tomó m = 50. Esta partición de la base de la pila generó los subintervalos [Xj; Xj+1], siendo j = 1, 2,…, m. Al evaluar para cada valor Xj, Xj+1 y Xm se obtienen los respectivos valores de Yj, Yj+1 y Ym, siendo: Xm Xj Xj 1 2 (3.3) A continuación se determinan los parámetros j y lj mediante las expresiones 3.4 y 3.5, para ello se emplea la Figura 2 del Anexo 16. j lj arctan Xj 1 Yj 1 Yj Xj 1 Xj Xj 2 Yj 1 Yj 2 (3.4) (3.5) El área de cada sección superficial Sij (Aij) puede ser aproximada al área de la sección plana Pij, la misma se calcula por la expresión 3.6. Aij l j ei (3.6) Mediante las expresiones 3.7; 3.8 y 3.9 se determina la radiación solar global que recibe la pila de minerales en un período de 12 horas (ISG), contadas desde las 6 hasta las 18 horas del día. �n I SG Ii (3.7) i 1 m Ii I ij (3.8) j 1 18 I ij h* 6 I ijh * (3.9) Donde: ISG: radiación solar global que recibe la superficie de la pila de menas lateríticas; J/día. n: número de cortes en que se divide la superficie de la pila; adimensional. Ii: radiación global que recibe el corte ki; J/día. m: número de sectores en que se divide cada uno de los cortes de la superficie; adimensional. Iij: radiación global que recibe una sección plana Pij determinada por el corte i y el sector j; J/día. h*: número de horas en que las secciones reciben radiación solar (6 h 18); adimensional. El cálculo de Iijh* se explica en el Epígrafe 2.2.1.1 y su expresión de cálculo es la 2.21. Esta radiación es una aproximación razonable de la radiación que recibe la sección Sij. La aplicación del método de optimización denominado Búsqueda Exhaustiva se realiza según los pasos que a continuación se exponen:  Se toman los valores mínimos prefijados para los ángulos maximal y tangencial de la pila de menas lateríticas [ m = m(Mínimo) y t = t(Mínimo)]. Es obvio que la combinación de los valores de estos dos ángulos determina cierta configuración geométrica de las secciones Pij.  Se determina el valor de la radiación solar global ISG para los ángulos m y t prefijados. � Se inicia un doble lazo algorítmico donde se van incrementando los valores de los mismos alcanzan ciertos valores máximos prefijados [ cada combinación de los ángulos m y t m = m(Máximo) y t m = y t hasta que t(Máximo)]. Para se calcula ISG.  Entre todos los valores calculados de ISG se selecciona el valor máximo [ISG(Máximo)]. La pareja de ángulos maximal y tangencial ( m y t) que lo generó determina la mejor forma geométrica de la sección transversal de la pila de menas lateríticas. 3.6.3- Resultados obtenidos en la optimización del caso de estudio considerado 3.6.3.1- Según la densidad de radiación recibida en la superficie de la pila Los resultados obtenidos para la densidad de radiación solar recibida (DR) reflejan un comportamiento oscilatorio con tendencia decreciente cuando se analizan los valores correspondientes a los diferentes ángulos calculados (ver Tabla 1 del Anexo 16). Sin embargo, cuando se fija el valor del ángulo tangencial (AT) y se varía el ángulo maximal (AM) ocurre un decrecimiento para todas las combinaciones analizadas, observándose que para un mismo ángulo tangencial se obtiene mayor densidad de radiación en las pilas de sección transversal parabólica (combinación donde AT > AM). Los valores extremos (máximo y mínimo) de densidad de radiación se obtienen en las combinaciones 25º-20º y 70º-70º, respectivamente, lo que es lógico debido a la marcada incidencia que tiene el ángulo de inclinación de la superficie ( ) en la función objetivo que se empleó para el cálculo (ver ecuaciones 3.7; 3.8; 3.9 y 2.21). Este análisis puntual de las soluciones que generan los valores máximo y mínimo, si bien es cierto que puede conducir, desde el punto de vista teórico, a la optimización de la forma geométrica de la sección transversal de la pila de menas lateríticas, basada en el enfoque clásico (ver Anexo 15), en la práctica es poco factible porque durante los procesos de apilado y remoción del material es extremadamente difícil mantener un valor fijo de la inclinación de la superficie, por tanto, para el �proceso investigado se debe considerar la posibilidad que brinda el enfoque flexible de la optimización (ver Anexo 15), de encontrar un conjunto de soluciones que satisfagan las restricciones de la función objetivo y que en la implementación práctica del proceso pueda materializarse sin grandes dificultades. Los resultados expuestos en la Tabla 1 del Anexo 16 se graficaron con el propósito de encontrar la región de soluciones satisfactorias (ver Figura 3 del Anexo 16), como se aprecia en la figura anteriormente mencionada, se pueden obtener valores de densidad de radiación suficientemente grandes para oscilaciones de los ángulos maximal y tangencial entre 20º-29,78º y 20º-48,95º, respectivamente. Esto permite que la implementación del proceso investigado sea más ajustada a la realidad física en que se desarrolla. Para ello, fue imprescindible la aplicación del enfoque flexible de optimización, recomendado en la literatura (Arzola, 2000; Legrá y Silva, 2011). 3.6.3.2- Según la radiación total y el calor total recibidos en la superficie Al considerar como función objetivo la radiación total los resultados obtenidos muestran un comportamiento similar al caso de estudio anteriormente analizado (Epígrafe 3.6.3.1). En la Tabla 1 del Anexo 16 se observa que el valor máximo de radiación total se obtiene en la combinación 30º30º de los ángulos maximal y tangencial lo que es indicativo de que se puede exponer al secado natural una pila de mayor volumen respecto a la obtenida en la optimización realizada en el epígrafe anterior. Por su parte, el valor mínimo igualmente se obtiene en la combinación 70º-70º. En la Figura 4 del Anexo 16 se aprecia la existencia de una región donde se obtienen valores satisfactorios de radiación total sobre la superficie de la pila cuando los ángulos maximal y tangencial oscilan entre 20º-31,96º y 20º-45,66º, respectivamente. De lo anterior se infiere que en los dos casos de estudio analizados, las mejores soluciones de optimización se obtienen para combinaciones de ángulos inferiores a 50º-50º. Por tanto, una recomendación práctica para la �implementación del proceso es que se deben construir las pilas alargadas pero de poca altura para propiciar que el espesor de secado sea pequeño y que la captación de energía solar sea grande. Figura 3.14. Comportamiento del calor total recibido en la superficie de la pila. Al valorar los resultados obtenidos para el flujo de calor total recibido en la superficie se obtiene un comportamiento similar al caso de la radiación total recibida (ver Figuras 4 del Anexo 16 y 3.14), coincidiendo que los valores máximo y mínimo se obtienen en las combinaciones 30º-30º y 70º-70º (ver Tablas 1 y 2 del Anexo 16). Sin embargo, la región de soluciones factibles se obtiene cuando los ángulos maximal y tangencial oscilan entre 20º-31,96º y 20º-59,47º, respectivamente. La similitud entre los dos casos analizados se debe a la marcada incidencia que tiene la radiación total en el flujo de calor total recibido por la superficie. En este punto se debe recordar que el calor total es la suma o la diferencia entre el calor por radiación y el calor por convección, y que el segundo es poco influyente para las condiciones del secado natural analizadas (ver Figuras 3.2 y 3.3). �3.6.3.3- Según el porcentaje y el volumen de mineral secado Los comportamientos obtenidos para el porcentaje de mineral secado y el volumen de mineral secado son opuestos pero lógicos, en el primer caso se obtienen los valores máximo y mínimo en las combinaciones 20º-20º y 70º-70º de los ángulos maximal y tangencial y para el segundo caso se invierten las combinaciones encontrándose el valor máximo en 70º-70º y el mínimo en 20º-20º (ver Tabla 2 del Anexo 16). Considerando el enfoque flexible de optimización la región de soluciones factibles para el caso del porcentaje de mineral secado se obtiene cuando los ángulos oscilan en las combinaciones 20º-27,61º y 20º-42,37º, respectivamente (ver Figura 3.15). Figura 3.15. Comportamiento del porcentaje de mineral secado en la pila. Por su parte, los mayores volúmenes de mineral secado se obtienen para oscilaciones 43,91º-70º y 67º-70º de los ángulos maximal y tangencial (Figura 3.16). De lo expuesto anteriormente, se infiere que para optimizar la forma geométrica de la sección transversal de las pilas con la finalidad de �implementar el proceso en la práctica productiva se debe tener en cuenta el compromiso que existe entre obtener mayor cantidad de material seco o mayor reducción en la humedad del material. Figura 3.16. Comportamiento del volumen de mineral secado en la pila. 3.6.3.4- Influencia del área de exposición y el volumen de las pilas Desde el punto de vista de la optimización del proceso de secado natural se deben considerar no solo las tendencias crecientes del área de exposición y el volumen (ver Figuras 5 y 6 del Anexo 16), sino también la forma geométrica de la sección transversal de las pilas, porque de ella depende en buena medida el volumen de material que se puede exponer al proceso de secado en una superficie horizontal disponible y la cantidad de radiación solar que puede captar la superficie de secado. En el caso particular del volumen, la optimización de la sección transversal de la pila debe realizarse estableciendo un compromiso entre la productividad que demanda el proceso industrial y la reducción en el contenido de humedad del material que se quiere obtener. Si se desea secar mayor cantidad de material, entonces los niveles de reducción del contenido de humedad serían pequeños y si, por el contrario, se desea secar más el material, entonces se debe disminuir el espesor de �secado mediante la reducción del volumen de las pilas que se exponen al proceso de secado natural o el aumento del área horizontal disponible. Este compromiso que debe considerarse durante la implementación práctica del proceso está concebido en la aplicación informática creada, pero esencialmente obedece a la lógica y la experiencia de los trabajadores encargados de implementar el proceso en las industrias niquelíferas, y a las exigencias tecnológicas del proceso productivo. De los elementos expuestos hasta aquí se deduce que la sistematización de los fundamentos básicos, las teorías y los modelos generales de secado; y su particularización para las condiciones en que se implementa el secado natural de las menas lateríticas permitió la modelación matemática del proceso y el cálculo de sus parámetros fundamentales. Lo anterior, unido a la aplicación de procedimientos de simulación y optimización, posibilitó inferir el mecanismo de movimiento de la humedad y determinar la forma geométrica que debe tener la sección transversal de las pilas para maximizar la captación de la energía térmica disponible para el secado natural. Los elementos antes expuestos, vistos de forma integrada, permitieron concretar la novedad científica definida para la presente investigación. 3.7- Propuesta de acciones científico-técnicas para perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto Como se ha indicado en la introducción general del presente trabajo, la tecnología de secado natural empleada en las referidas empresas presenta varias limitaciones, las mismas pueden ser mitigadas mediante la realización de las siguientes acciones científico-técnicas:  Implementar un sistema de drenaje en los yacimientos niquelíferos cubanos particularizado a las características hidrogeológicas y de relieve del yacimiento en cuestión, esto permitirá reducir la humedad de las menas lateríticas desde el propio momento de la explotación de los yacimientos. � Caracterizar cualitativa y cuantitativamente las variables meteorológicas del lugar específico donde se implementará el proceso de secado natural, a partir del estudio del comportamiento de dichas variables en un periodo de tiempo que resulte representativo para estos fines.  Caracterizar las menas lateríticas desde el punto de vista granulométrico, químico, hidrogeológico y termofísico para conocer con anterioridad el posible comportamiento térmico que experimentará durante la implementación del proceso de secado natural.  Orientar longitudinalmente las pilas de menas lateríticas en la dirección del eje norte-sur, esto permitirá que el sol en su movimiento diario (de este a oeste) distribuya uniformemente la radiación solar sobre la superficie de secado de las pilas y además eliminará los inconvenientes asociados al cálculo de la radiación solar global que incide sobre una superficie de secado inclinada y que está orientada arbitrariamente.  Caracterizar la geometría de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas que se someterán al proceso de secado natural considerando las propiedades físicas (humedad y granulometría) del mineral y posteriormente calcular, con la debida precisión, el área de exposición de las pilas, el volumen de material expuesto a secado y la radiación solar global que llega a la superficie de secado. Lo anterior permitirá estimar con mayor exactitud el tiempo de secado al que deberá someterse el producto para reducir su contenido de humedad desde un valor inicial conocido hasta otro valor final deseado y, por consiguiente, mitigará los inconvenientes asociados a los prolongados tiempos de retención al que someten, a veces de forma innecesaria, las menas lateríticas en los patios de secado natural.  Evaluar rigurosamente los procesos de transferencia de calor y masa que se producen durante el secado natural de la menas lateríticas a partir del empleo de los modelos establecidos en este trabajo. Por cuanto, dichos modelos están ajustados a las condiciones específicas en que se desarrolla el proceso en las empresas cubanas productoras de níquel y, por tanto, garantizan un aceptable grado de confiabilidad de los resultados que se obtienen en su implementación. � Simular la distribución de temperatura y humedad que experimentará el material durante la implementación del proceso de secado natural, y con ello predecir la variación de humedad que es posible obtener en las menas lateríticas para ciertas condiciones de secado predeterminadas. Esto permitirá perfeccionar la planificación, la ejecución y el control del proceso de secado natural en las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel.  Optimizar la forma geométrica de la sección transversal de las pilas considerando los criterios científico-técnicos y prácticos que se analizan en la presente investigación con la finalidad de conocer previamente la conveniencia o no de la implementación del proceso para determinadas condiciones de explotación. Con ello se reducen los gastos económicos, a veces innecesarios, asociados a la experimentación y por tanto se racionaliza la implementación del secado natural. 3.8- Breve valoración de los beneficios económicos derivados de la implementación del secado natural de las menas lateríticas en las empresas productoras de níquel 3.8.1- Beneficios obtenidos en la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” Durante la prueba de secado realizada en la empresa la productividad promedio de los secaderos durante los días en que se alimentó el mineral de los depósitos de secado natural se incrementó hasta 110,2 t/h, mientras que en el período en que se alimentó el mineral en la forma tradicional (sin secado natural) la productividad promedio fue de 97,2 t/h. En la Tabla 1 del Anexo 17 se observa que en los secaderos convencionales durante el trabajo con el mineral secado al sol todos los turnos de trabajo tuvieron productividades mayores que 102 t/h, alcanzándose en el 53 % de los turnos productividades superiores a las 106 t/h. Por otra parte, durante el procesamiento del material sin secado natural sólo en el 41 % de los turnos se lograron productividades superiores a 100 t/h. A partir de la Tabla 1 del Anexo 17 se infiere que en los 29 turnos de trabajo donde se alimentó el material sin secado natural se procesaron 82 589 toneladas de mineral y se consumieron 2 521 toneladas de petróleo para un índice de 32,8 t de mineral/t de petróleo. Cuando se aplica el secado natural se procesaron 44 198 toneladas de mineral en 15 turnos de trabajo y se consumieron 1 292 �toneladas de petróleo, para un índice de 34,2 t/t, o sea, se alimentaron a los secaderos 1,4 toneladas de mineral más que sin secado natural. De lo anterior se deduce que en el caso del secado convencional cuando se procesa el material secado de forma natural se consumen 1,3 kg de petróleo menos por tonelada de mineral alimentado a los secaderos y, por tanto, se obtiene un efecto económico por concepto de ahorro de combustible. 3.8.2- Beneficios obtenidos en la empresa “Comandante René Ramos Latour” En la Tabla 2 del Anexo 17 se expone el comportamiento del consumo de combustible en función de la humedad de las menas lateríticas a la entrada de los secaderos térmicos convencionales de la empresa para el periodo en que se alimentó el material sin y con secado natural. En la prueba de secado se alimentaron 195 173 toneladas de menas lateríticas sin secado natural, luego la misma cantidad de material fue sometida al proceso de secado natural y con ello se redujo su humedad promedio en 1,4 %. Como se observa en la Tabla 2 del Anexo 17 en los primeros cinco meses donde se alimentó el material sin secado natural el consumo de petróleo fue igual a 112 192 toneladas, determinado en gran medida por la alta humedad de las menas, lo anterior eleva los costos de producción y reduce considerablemente las utilidades que se pueden obtener en la explotación de los secaderos. De acuerdo con lo expuesto en la Tabla 2 del Anexo 17 el índice de producción fue solo de 1,7 t de mineral/t de petróleo consumido en la operación convencional sin secado natural, lo anterior confirma la baja eficiencia con que trabaja la planta de secaderos de la empresa. Al aplicarle el secado natural al material para el mismo periodo de tiempo se obtuvo un consumo igual a 109 382 toneladas de petróleo y, por consiguiente, se logró un ahorro de 2 810 toneladas y un índice de producción de 1,8 t/t. Estos comportamientos demuestran la factibilidad económica que tiene la implementación del proceso de secado natural en la empresa analizada. En el sistema de transporte de la fábrica también se obtienen los impactos económicos positivos que se muestran en la Tabla 3 del Anexo 17. Los resultados mostrados en la mencionada tabla indican �que la implementación del secado natural incidió en que se obtuviera una reducción del combustible perdido, por concepto de recirculación de las menas lateríticas en el sistema de transporte, que asciende a 53 206 litros para el periodo enero-mayo. La distribución por meses, comenzando por enero fue de 22 716; 11 692; 722; 6 552 y 11 524 litros respectivamente, de la misma se observa que los mayores ahorros se obtuvieron en enero, febrero y mayo (ver Tabla 3 del Anexo 17). Estos comportamientos aunque no están determinados únicamente por la implementación del secado natural, los mismos si están influenciados por la aplicación del proceso porque a través del mismo se reduce la humedad del material y con ello se disminuye la adherencia del mineral a las paredes de los medios de transporte en que son trasladados desde la mina hasta la empresa. 3.9- Valoración de los impactos ambientales asociados al proceso de secado natural El proceso de secado natural de las menas lateríticas daña poco al medio ambiente debido a que utiliza las energías solar térmica y eólica como fuentes de secado. Por otra parte, los ahorros de combustible que se producen como resultado de la implementación del proceso, además de los beneficios económicos que generan, también tienen asociados impactos ambientales favorables, por cuanto el combustible ahorrado no se combustiona y en consecuencia se reducen las emanaciones de gases productos de la combustión, los cuales son nocivos para los seres humanos y los ecosistemas. De lo anterior se desprende que la reducción de las emanaciones de gases mejora la calidad del aire en el entorno laboral y en las comunidades mineras cercanas a las empresas, lo que repercute en la disminución de la contaminación y en el mejoramiento de la calidad de vida. �No obstante a lo anterior, durante el desarrollo del proceso de secado natural existe afectación al medio ambiente y los trabajadores del patio de secado provocada por las emanaciones de polvo producto del desmenuzamiento que sufre el material y por las emisiones de ruido que se generan en el proceso de carga y descarga de los camiones, y durante la remoción de las pilas de minerales. En el presente trabajo no se exponen los valores cuantitativos para las diferentes fuentes contaminantes porque en las empresas cubanas productoras de níquel no se han realizado mediciones recientes. 3.9.1- Impactos provocados por el polvo sobre la salud de los seres humanos Los contaminantes penetran en el organismo de dos maneras: por inhalación de polvo en el aire por las vías respiratorias y mediante la absorción de polvo a través de la piel. En la primera, el efecto que se produce depende del tamaño de las partículas, composición química, densidad, superficie específica, entre otras características. En la segunda, las partículas de diámetro superiores a 5 µm quedan retenidas en la cavidad nasal y también pueden quedar atrapadas por la mucosa que tapiza la tráquea. Las partículas con diámetros comprendidos entre 0,5 y 5 µm son capaces de penetrar hasta el sistema respiratorio inferior depositándose en los bronquios. De aquí que, en la mayoría de los casos, sean eliminadas al cabo de algunas horas por respiración. Sin embargo, la situación más preocupante corresponde a las partículas con diámetros menores de 0,5 µm, ya que se ha estimado que más del 50 % de las partículas de 0,01 a 0,1 µm que penetran en los alvéolos se depositan allí, donde es difícil eliminarlos por carecer de cilios y mucosas, pudiendo permanecer durante meses e incluso durante años degradando la salud de los seres humanos (Retirado, 2007; Vinardell, 2011). �3.9.2- Impactos provocados por el ruido sobre la salud de los seres humanos Entre los impactos negativos del ruido se encuentran la pérdida de la audición, interferencia de la comunicación oral, molestias y disminución de la capacidad de trabajo. Se ha demostrado que la exposición prolongada a altos niveles de ruido (superiores a 85 dB) puede provocar la pérdida total de la audición. Otras alteraciones del oído producto del ruido son: el tapamiento del canal auditivo y la ruptura de la membrana timpánica. El ruido también produce en el sistema neurovegetativo una serie de modificaciones funcionales que son reacciones de defensa del organismo frente a una agresión externa, por ejemplo: la elevación de la presión arterial, aceleración del ritmo cardiaco y de los movimientos respiratorios, tensión muscular y descarga de hormonas en sangre. Esto ocurre cuando el ruido es intenso, de carácter impulsivo y el que escucha no está preparado para ello. Los niveles de ruido altos, son considerados factores de riesgo para la vida de los seres humanos ya que, por lo general, desencadenan en una enfermedad cardiovascular (Retirado, 2007; Vinardell, 2011). 3.10- Conclusiones del capítulo 3  La implementación de los modelos matemáticos en la aplicación informática creada permitió determinar de forma teórica la humedad promedio del material. Este parámetro se comparó con los resultados experimentales obtenidos durante el proceso de secado natural a escala industrial y con ello se validaron los modelos correspondientes, comprobándose que el error relativo promedio asociado a su uso es ligeramente inferior al 6,6 %.  Las simulaciones desarrolladas evidenciaron que durante el proceso de secado natural de las menas lateríticas se producen cambios significativos en la temperatura y la humedad del material hasta las capas que están separadas alrededor de 10 y 87 cm de la superficie de la pila, respectivamente. De lo anterior se infiere que el movimiento de la humedad en las pilas de �minerales se produce, fundamentalmente, por la influencia del gradiente de temperatura en las capas superficiales y del gradiente de concentración de humedad en las capas interiores.  La optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de minerales evidenció que se pueden obtener valores máximos y mínimos puntuales para la densidad de radiación, la radiación total, el calor total, el porcentaje de mineral secado y el volumen de mineral secado. Sin embargo, por las características del material y el proceso investigados la implementación práctica del secado natural debe desarrollarse considerando la región de soluciones factibles que se obtienen en la optimización. Dicha región puede asumirse cuando la inclinación de la superficie de secado de las pilas varía entre 30 y 60 grados sexagesimales.  La implementación del secado natural de las menas lateríticas en la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” incrementó la productividad promedio de los secaderos en 13 t/h. En la empresa “Comandante René Ramos Latour” disminuyó en 1,1 % la carga circulante improductiva en el sistema de transporte por ferrocarril e incrementó la productividad del referido sistema de transporte en 17 t/vagón. En ambas entidades se redujeron las emanaciones de gases producto de la combustión y se incrementaron las emisiones de polvo y ruido. �CONCLUSIONES GENERALES  La modelación matemática desarrollada para el secado natural de las menas lateríticas posibilitó modelar y calcular los siguientes parámetros fundamentales del proceso: flujos de calor transferidos por radiación, convección y conducción; radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de las pilas de minerales; temperatura y humedad de las menas lateríticas en dicha superficie; distribución de temperatura y humedad que experimenta el material; velocidad de secado; área de exposición y volumen de las pilas. Los modelos se obtienen del análisis físico-matemático del objeto de estudio y se validan para las condiciones de explotación de las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto. Los mismos describen adecuadamente el proceso investigado por cuanto su precisión es ligeramente superior al 93,4 % y el error relativo promedio asociado a su uso es inferior al 6,6 %.  En las condiciones de secado natural analizadas en las simulaciones la humedad de las menas lateríticas se redujo en 1,5 y 3,5 % hasta las capas que se encuentran separadas alrededor de 29 y 87 cm de la superficie de los taludes este y oeste de la pila, respectivamente. En los referidos taludes la humedad se redujo en 0,4 y 0,7 % como promedio; y en la pila completa la reducción fue de 0,6 %, para un tiempo de secado de 12 horas. El movimiento de la humedad durante el proceso estuvo influenciado, fundamentalmente, por los gradientes de temperatura y de concentración de humedad, y por las fuerzas capilares y gravitatorias que actúan sobre la columna de líquido presente en la pila de minerales. Lo anterior determinó la existencia de un mecanismo mixto de transporte de la humedad que incluye los efectos combinados de la difusión de vapor, la difusión líquida y el movimiento de líquido.  El método de optimización seleccionado posibilitó la discretización de los valores de las variables, la evaluación exhaustiva de las restricciones para cada uno de los valores discretos de las variables, la evaluación de la función objetivo para todas las soluciones factibles y la �selección de las mejores soluciones. Este enfoque permitió optimizar la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de minerales atendiendo a múltiples criterios relacionados con el aprovechamiento de la energía térmica disponible para el secado, y se determinó que la implementación práctica del proceso de secado natural de las menas lateríticas debe realizarse con pilas de sección transversal parabólica que tengan la superficie de secado inclinada entre 30 y 60 grados sexagesimales, respecto al plano horizontal.  Las acciones científico-técnicas establecidas consideran, entre otros aspectos fundamentales, la caracterización cualitativa y cuantitativa de las variables meteorológicas del lugar específico donde se implementará el proceso de secado natural; la caracterización granulométrica, química, hidrogeológica y termofísica de las menas lateríticas; la evaluación rigurosa de los procesos de transferencia de calor y masa que se producen durante el secado natural; la simulación de la distribución de humedad que experimenta el material y la optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de minerales. Estas acciones, implementadas integralmente, permiten mejorar la planificación, la ejecución y el control del proceso de secado natural de las menas lateríticas y, por tanto, contribuyen a perfeccionar la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto.  La implementación del proceso de secado natural en las empresas “Comandante Ernesto Che Guevara” de Moa y “Comandante René Ramos Latour” de Nicaro redujo la humedad promedio de las menas lateríticas en 2,8 y 1,4 %, respectivamente. Lo anterior contribuyó a que el consumo específico de combustible de los secaderos térmicos convencionales se redujera en 1,3 y 14,4 kg de petróleo por cada tonelada de material procesado y posibilitó que se obtuvieran impactos ambientales, en general positivos, para los trabajadores de las plantas de preparación de minerales de las mencionadas industrias metalúrgicas y paras las comunidades mineras cercanas a las mismas. ��RECOMENDACIONES  Utilizar los modelos matemáticos establecidos y la aplicación informática creada en futuras investigaciones donde se requiera el cálculo de los parámetros fundamentales del proceso de secado natural de las menas lateríticas.  Incorporar las acciones científico-técnicas propuestas en el presente trabajo a la tecnología de secado natural empleada en las empresas cubanas productoras de níquel y cobalto.  Continuar el desarrollo y el perfeccionamiento de la presente investigación mediante:  La determinación experimental de las constantes que se emplean en el cálculo del flujo de calor por convección.  El análisis del proceso de secado natural en pilas de menas lateríticas asimétricas que tengan la superficie de secado orientada arbitrariamente respecto al eje norte-sur.  El estudio de otras tecnologías de secado solar (secado techado y en plazoletas de hormigón) y su posible implementación al proceso investigado.  La validación de la modelación bidimensional formalizada para la distribución de humedad.  La modelación del proceso de drenaje durante el secado natural de las menas lateríticas.  La incorporación de la programación cíclica del secado a la aplicación informática creada. �REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. 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Retirado, Y.; E. Góngora; E. Torres; N. Hernández. Cinética del secado solar del mineral laterítico empleado en la industria del níquel en Moa. V Taller Internacional de Energía y Medio Ambiente. Cienfuegos. 2008, ISBN: 978-959-257-186-0. 3. Retirado, Y. Modelos teóricos del secado solar natural de las menas lateríticas. V Conferencia Internacional de Aprovechamiento de Recursos Naturales. Moa. 2009. 4. Retirado, Y. Cinética y tiempo de secado para las menas lateríticas expuestas a secado solar natural. V Conferencia Internacional de Aprovechamiento de Recursos Naturales. Moa. 2009. 5. Retirado, Y. Estudio experimental del proceso de secado solar de las menas lateríticas empleadas en la industria del níquel en Moa. Forum Tecnológico Especial de Energía “III ENERMOA”. Moa. 2010, ISBN: 978-959-16-1216-8. 6. Retirado, Y. Impactos asociados a la implementación del secado solar natural de las menas lateríticas. VI Conferencia Internacional de Aprovechamiento de Recursos Naturales. Moa. 2011. 7. Retirado, Y. Resultados experimentales obtenidos durante el secado solar natural de las menas lateríticas. VI Conferencia Internacional de Aprovechamiento de Recursos Naturales. Moa. 2011. Publicaciones científicas relacionadas con el tema de la Tesis Doctoral 1. Retirado, Y.; E. Góngora; E. Torres; A. Rojas. Comportamiento de la humedad durante el secado solar del mineral laterítico. Minería y Geología, 2007, 23 (3): 1 - 19. 2. Retirado, Y.; E. Góngora; E. Torres; N. Hernández. Comportamiento de la adherencia en menas lateríticas sometidas a secado solar. Minería y Geología, 2009, 25(1): 1 - 11. 3. Retirado, Y.; E. Góngora; E. Torres; M. Lamorú; B. Leyva; D. García. Transferencia de calor en el secado solar a la intemperie de menas lateríticas ferroniquelíferas. Minería y Geología, 2011, 27(1): 1 - 21. 4. Retirado, Y.; A. Legrá. Modelación del área de exposición y del volumen de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado solar natural. Minería y Geología, 2011, 27(2): 84 - 108. �5. Retirado, Y.; A. Legrá; M. Lamorú; E. Torres; H. Laurencio. Optimización del secado solar de la mena laterítica en la industria cubana del níquel. Minería y Geología, 2012, 28(2): 30 - 46. Otras publicaciones realizadas por el autor que se relacionan con la modelación matemática, la simulación, el mineral laterítico y la transferencia de calor 6. Torres, E; Y. Retirado. Modelación matemática del transporte neumático del mineral laterítico en fase densa. Minería y Geología, 2007, 23(1): 1 - 31. 7. Góngora, E.; D. Guzmán; A. Columbié; S. Marrero; Y. Retirado. Modelo matemático multivariable para un proceso de enfriamiento industrial de sólidos en cilindros rotatorios horizontales. Energética, 2007, 28(2): 15 - 25. 8. Torres, E; A. Columbié; Y. Retirado; A. Machado. Simulación del transporte neumático del mineral laterítico en fase densa. Minería y Geología, 2009, 25(3): 2 - 22. 9. Góngora, E.; M. Lamorú; A. Columbié; Y. Retirado; A. Legrá; Y. Spencer. Coeficientes de transferencia de calor en enfriadores de mineral laterítico a escala piloto. Minería y Geología, 2009, 25(3): 1 - 18. 10. Torres, E.; L. Quintana; O. Vega; Y. Retirado. Coeficientes de transferencia de calor y pérdida de eficiencia en intercambiadores de calor de placas durante el enfriamiento del licor amoniacal. Minería y Geología, 2011, 27(2): 67 - 83. 11. Laurencio, H.; J. Falcón; Y. Retirado; O. Pérez. Modelo para cálculo de pérdidas de presión en tuberías conductoras de petróleo pesado (11º API). Minería y Geología, 2012, 28(3): 70 - 86. Tutorías a Tesis de Ingeniería 1. Santos, Y. Estudio del proceso de secado solar natural de las menas lateríticas en la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” de Moa. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2005. 71 h. 2. Romero, Y. Estudio experimental a escala piloto del proceso de secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2006. 65 h 3. Ramírez, Y. Influencia de los parámetros climatológicos en el proceso de secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2006. 74 h 4. Niyuhire, J. Comportamiento de la humedad durante el secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2007. 53 h 5. Castillo, A. Influencia de la humedad de las menas lateríticas en el consumo de combustible de los secaderos convencionales de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2007. 64 h �6. Azman, G. Diagnóstico térmico del proceso de secado en los tambores cilíndricos rotatorios de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2008. 69 h 7. Ricardo, M. Procedimiento teórico para la determinación de la variación de la humedad durante el secado solar de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2008. 57 h 8. Moya, Y. Determinación de las pérdidas de calor en los secaderos convencionales de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2008. 63 h 9. Cutiño, I. Evaluación de la transferencia de calor durante el secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2009. 62 h 10. Socarrás, D. Evaluación de la transferencia de masa en el secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2009. 71 h 11. Tour, J. Comportamiento de la transferencia de calor en el secado solar de las menas lateríticas en la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2010. 58 h. 12. Zayas, M. Automatización de los modelos matemáticos del secado solar natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2010. 56 h 13. Figueroa, K. Impactos asociados a la implementación del secado solar de las menas lateríticas en las empresas niquelíferas cubanas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2011. 61 h 14. Valdés, Y. Modelación matemática del secado solar natural de las menas lateríticas cubanas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2011. 65 h 15. Jardines, Y. Determinación de los parámetros fundamentales del proceso de secado natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2012. 59 h 16. Berrío, D. Simulación computacional del proceso de secado natural de las menas lateríticas. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2012. 52 h 17. Cabezas, A. Optimización de la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado natural. Tesis de Ingeniería. ISMM. 2012. 58 h Tutoría a Tesis de Maestría 1. Vinardell, J. Implementación del secado solar natural de las menas lateríticas en las empresas niquelíferas cubanas. Tesis de Maestría. ISMM. 2011. 75 h �ANEXO 2 ECUACIONES PARA EL CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES TERMOFÍSICAS DEL AIRE QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE SECADO NATURAL 0,0244 0,6763 10 4 T p 353,44 Tp 273,15 ka a Cpa a 999,2 0,1434 T p 1,101 10 4 T p2 1,718 10 5 (1) (2) 6,7581 10 8 T p3 4,620 10 8 T p a a (3) (4) (5) a ka a Cp a a Pr a (6) (7) a a 1 273,15 Tp (8) Siendo: Tp Ts Ta 2 Donde: ka: conductividad térmica del aire; W/m·K. Tp: temperatura promedio o de película; ºC. a: densidad del aire; kg/m3. Cpa: calor específico a presión constante del aire; J/kg·K. a: viscosidad dinámica del aire; N·s/m2. a: viscosidad cinemática del aire; m2/s. a: difusividad térmica del aire; m2/s. Pr: número de Prandtl del aire; adimensional. a: dilatación térmica del aire; K-1. Ts: temperatura de la superficie de secado; ºC. Ta: temperatura del aire; ºC. ANEXO 3 (9) �TERMOGRAMAS REALIZADOS A LAS MUESTRAS DE MENAS LATERÍTICAS DEL YACIMIENTO NIQUELÍFERO PUNTA GORGA Figura 1. Termogramas de las menas lateríticas de los horizontes superiores del perfil L-48. Figura 2. Termogramas de las menas lateríticas de los horizontes superiores del perfil M-47. �Figura 3. Termogramas de las menas lateríticas de los horizontes inferiores del perfil L-48. Figura 4. Termogramas de las menas lateríticas de los horizontes inferiores del perfil M-47. Características técnicas del equipamiento empleado Se empleó el equipamiento conjugado TG y ATD según modelo PL-STA Thermal Science con analizador térmico simultáneo STA 1 000/1 500, de la Stanton Rederoff Ltd, que tiene un horno cilíndrico vertical, con conversor digital acoplado a un micro computador. Crisol de platino, peso de la muestra de 12 a 14 mg, con registros normalizados para 10 mg. Velocidad de calentamiento de 20 ºC/minuto, temperatura inicial y final variando de 25 ºC a 1 100 ºC, respectivamente. El equipamiento pertenece al Centro de Geociencia de la Universidad Federal de Pará en Brasil y está debidamente certificado por las normas internacionales correspondientes. ANEXO 4 �SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DE DIFUSIÓN DEL CALOR MEDIANTE EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES Al resolver la ecuación 2.52 con las condiciones complementarias representadas en 2.53 suponiendo que la solución tiene la forma de una serie de Fourier, se plantea la expresión 1. v y, vn sen n 1 n y l (1) Y se designa la función g y , y dTs l d g y, a través de la expresión 2. gn n y l sen n 1 2 dTs cos n d n 1 n sen n y l (2) Siendo: 2 l gn l f y, sen 0 2 dTs l2 d n y dy l l y sen 0 n y dy l 2 dTs cos(n ) d n (3) Sustituyendo las expresiones 1 y 2 en la ecuación 2.52 resulta: vn n y l sen n 1 vn sen n 1 n y l 2 yy dTs cos n d n 1 n sen n y l (4) De modo que se obtiene: v´n n 1 n sen y l n l vn n 1 2 sen n y l 2 dTs cos n d n 1 n sen n y l (5) Agrupando los términos de la ecuación anterior resulta: v´n n 1 2 n l vn 2 dTs cos(n ) n sen y d n l Esta expresión es válida si para todo n 1,2,..., v´n n l 2 vn 2 0 se cumple que: dTs cos(n ) d n Nótese que se trata de encontrar vn Recordando que: (6) como solución de la ecuación diferencial 7. (7) �y T0 Ts 0 l v y,0 n y l vn 0 sen n 1 (8) Ordenando la expresión anterior: n y l vn 0 sen n 1 y T0 Ts 0 l (9) Aplicando el concepto de la serie de Fourier a la ecuación 9, se obtienen las expresiones 10 y 11 para el cálculo de v n 0 : vn 0 vn 0 l 2 l 0 y T0 Ts 0 l n sen y dy l T 0 T0 l 2 cos(n ) 2 s n l2 2 2 Ts 0 T0 Ts 0 l2 T0 l y sen 0 n y dy l cos(n ) n (10) (11) Ahora, se resuelve la ecuación diferencial 7 con la condición 11. Dicha ecuación diferencial es lineal de primer orden, cuya forma general es: v´n M vn N (12) Y su solución, según Swokowski (2002) y Stewart (2009), es: vn e M d N e y N M d d (13) C Siendo: n l M 2 gn 2 dTs cos(n ) d n (14) Luego, la solución de la ecuación 7 con la condición 11 es: vn 2 cos n n e n l 2 e 0 n l 2 dTs ( ) d d Ts (0) T0 ANEXO 5 MODELACIÓN BIDIMENSIONAL DE LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA (15) �Para resolver el problema de contorno definido por la ecuación 2.57 y las condiciones iniciales y de frontera representadas en 2.58 se realiza el cambio de variable como se muestra en la ecuación 1. v x, y , T x, y , T0 (1) Realizando las correspondientes transformaciones el problema se convierte en: 2 vij vij 2 x2 y2 vij 0, y, f1* y, vij a, y, f 2* y, vij x,0, g1* x, vij x, b, g 2* x, vij x, y,0 0 vij (2) (3) Donde, por ejemplo: f1* y, f y, (4) T0 La solución del problema anterior, según Tijonov y Samarsky (1980), puede ser obtenida como la suma de las soluciones de los cuatro problemas de contorno siguientes: 1ro: vij 2 vij 2 2 y2 x 2do: 3ro: vij 0, y, f1* y, vij a, y, vij x,0, vij 2 2 x2 y2 f 2* y, vij 0, y, vij x,0, (8) 2 2 y2 g1* x, vij a, y, vij 0, y, 2 (10) x2 y2 vij a, y, vij x,0, 0 (9) vij x, b, 2 g 2* x, vij x, y,0 vij vij vij x, b, 0 (7) vij x, b, vij x,0, vij vij x, y,0 vij vij x 4to: (6) vij 2 (5) vij x, b, vij a, y, vij vij vij x, y,0 0 vij (11) (12) vij 0, y, vij x, y,0 0 �Cualquiera de los problemas de contorno anteriores puede ser resuelto mediante una transformación que homogenice la condición no nula a través del método de separación de variables (Tijonov y Samarsky, 1980). Por ejemplo, el problema representado por la ecuación 5 con las condiciones expuestas en 6, mediante la transformación 13, queda escrito como se muestra en 15 y 16. z x, y, v x, y, ( x, y, ) (13) Siendo: ( x, y , ) f1* y, para x 0 para otros valores de x, y, 2 zij 2 zij x2 zij 0, y, zij y2 zij a, y, 0, siendo 0 y b, y 0 P x, y, (14) (15) zij x,0, zij x, b, zij x, y,0 0 (16) La solución del problema 15 con las condiciones representadas en 16 es: z x, y , sen mn m 1n 1 Donde dTmn d m x a sen n y b (17) es la solución del Problema de Cauchy que a continuación se expone: mn 2 Wmn Tmn Pmn 0 ; con Tmn 0 0 (18) Siendo: Pmn 4 a b ab P x, y, 00 m a 2 Wmn sen 2 n b m x a sen n y dx dy b (19) 2 (20) Luego, se escribe la solución en términos de T(x,y, ) aplicando las transformadas inversas a las transformadas 1 y 13, obteniéndose el modelo representado por la ecuación 21. Finalmente, los tres problemas restantes se resuelven de forma análoga con transformaciones semejantes. T x, y , mn m 1 n 1 sen m x a sen n y b ( x, y, ) T0 (21) ANEXO 6 SOLUCIÓN ANALÍTICA DE LA ECUACIÓN DIFERENCIAL DEL INTERCAMBIO DE HUMEDAD MEDIANTE EL MÉTODO DE SEPARACIÓN DE VARIABLES �Al resolver la ecuación 2.78 con las condiciones representadas en 2.79 suponiendo que la solución tiene la forma de una serie de Fourier, se plantea la expresión 1. v y, vn sen n 1 n y l (1) Luego, se designa la función R y, R y, Rn a través de la expresión 2. n y l sen n 1 (2) Siendo: l 2 l Rn n sen y dy l R y, 0 2 l l y dH s n sen y dy l d l f y, 0 (3) Por tanto: l 2 R y, l n 1 0 R y, sen n n y dy sen y l l (4) Sustituyendo las expresiones 1 y 4 en la ecuación 2.78 se obtiene: vn n y l sen n 1 ku vn sen n 1 n y l Rn yy n 1 sen n y l (5) Se deriva y agrupan los términos de la ecuación anterior y resulta: v´n ku n 1 n l 2 vn Rn sen n y l Esta expresión es válida si para todo n 1,2,..., v´n ku n l (6) se cumple que: 2 vn (7) Rn Nótese que se trata de encontrar vn Recordando que: 0 como solución de la ecuación diferencial 7. �v y,0 y y y H0 l H0 Hs 0 n y l vn 0 sen n 1 (8) Luego, se agrupa la expresión anterior y se aplica el concepto de la serie de Fourier, obteniéndose la expresión 9 para el cálculo de v n 0 . vn 0 2 l l y sen 0 n y dy l (9) y es una función variable respecto a l , entonces se obtiene que: Si se considera que l 2 n vn 0 2 H s 0 cos n 2 H0 Hs 0 n n H1 y sen sen n 0 2 2 n y dy l n H0 l l (10) Al resolver la ecuación diferencial 7 con la condición expuesta en 10 se obtiene: ku vn e n l 2 2 cos n e n ku l 0 2 Rn d 2 H1 H s 0 n (11) 2H s 0 n l 2 n 2 H0 Hs 0 n sen n H1 y sen 0 2 2 n n y dy H 0 l l l ANEXO 7 ECUACIONES PARA EL CASO PARTICULAR DESCRITO EN EL CAPÍTULO 2 vn 0 2 Hs 0 H1 cos n n 2 H0 Hs 0 n 2 2 sen n 2 H 0 H1 n (1) �ku vn e n ku l 2 2 e 2 n l Rn 0 cos n Hs 0 sen n e 2 2 n ku l e 2 Rn 0 cos n (2) 2 H 0 H1 n n2 2 v y, 2 H1 H s 0 n 2 H0 n ku l d d 2 H1 H 0 n n 1 (3) 2 H0 H 0 sen n 2 H 0 H1 n n2 2 sen n y l ku H y, e n ku l 2 2 e n l 0 cos n 2 Rn d 2 H1 H 0 n n 1 (4) 2 H0 H 0 n2 2 sen n y l H0 y Hs l sen n 2 H 0 H1 n H0 ANEXO 8 MODELACIÓN BIDIMENSIONAL DE LA DISTRIBUCIÓN DE HUMEDAD Para resolver el problema definido por la ecuación 2.83 y las condiciones iniciales y de frontera representadas en 2.85 se realiza el cambio de variable como se muestra en la ecuación 1. �v x, y , H x, y , H0 (1) Realizando las correspondientes transformaciones el problema se convierte en: vij 2 ku vij 2 x2 y2 vij 0, y, f1* y, vij a, y, f 2* y, vij x,0, g1* x, vij x, b, g 2* x, vij x, y,0 0 vij (2) q x, y, (3) Donde, por ejemplo: f1* y, f y, (4) H0 La solución del problema anterior, según Tijonov y Samarsky (1980), puede ser obtenida como la suma de las soluciones de los cuatro problemas de contorno siguientes: 1ro: 2do: 3ro: 4to: vij 2 ku vij 2 x2 y2 vij 0, y, f1* y, vij a, y, vij x,0, vij 2 ku x2 y2 vij 0, y, vij x,0, 2 ku y2 vij 0, y, vij 2 vij x2 y2 vij a, y, vij x,0, vij x, y,0 0 (9) (10) 2 g 2* x, (7) q x, y, vij x, b, vij vij x, b, 0 (8) x2 vij a, y, vij x, y,0 q x, y, vij x, b, 2 g1* x, ku vij vij vij x,0, (5) (6) 2 f 2* y, q x, y, vij x, b, vij vij a, y, vij vij vij vij x, y,0 0 q x, y, (11) (12) vij 0, y, vij x, y,0 0 Cualquiera de los problemas anteriores puede ser resuelto mediante una transformación que homogenice la condición no nula a través del método de separación de variables (Tijonov y �Samarsky, 1980). Por ejemplo, el problema representado por la ecuación 5 con las condiciones expuestas en 6, mediante la transformación 13, queda escrito como se muestra en 15 y 16. z x, y, v x, y , ( x, y, ) (13) Siendo: ( x, y , ) zij f1* y, para x 0 para otros valores de x, y, 2 ku 2 zij x2 zij 0, y, zij q x, y , y2 zij a, y, 0, siendo 0 zij x,0, y b, y 0 P x, y , R ( x, y , ) zij x, b, zij x, y,0 (14) (15) 0 (16) La solución del problema 15 con las condiciones representadas en 16 es: z x, y , sen mn m 1n 1 Donde dH W2 H mn mn d sen n y b (17) es la solución del Problema de Cauchy que a continuación se expone: mn mn m x a R mn 0 ; con H mn 0 0 (18) Siendo: Rmn 4 a b 2 Wmn ab R x, y, sen 2 2 00 m a n b m x a sen n y dx dy b (19) (20) Luego, se escribe la solución en términos de H(x,y, ) aplicando las transformadas inversas a las transformadas 1 y 13, obteniéndose el modelo representado por la ecuación 21. Finalmente, los tres problemas restantes se resuelven de forma análoga con transformaciones semejantes: H x, y , mn m 1 n 1 sen m x a sen n y b ( x, y , ) H 0 (21) ANEXO 9 MODELOS PARA EL ÁREA DE EXPOSICIÓN Y EL VOLUMEN DE LAS PILAS QUE TIENEN DIFERENTES GEOMETRÍA DE SU SECCIÓN TRANSVERSAL Pilas de menas lateríticas con geometría de su sección transversal parabólica Las ecuaciones 1 y 2 constituyen los modelos para el cálculo del área de exposición y el volumen (A y V) de una pila con sección transversal parabólica (Figura 1). �Y P2 f(x) h t -bo/2 P1 bo/2 P3 m 0 X Figura 1. Vista frontal de una pila de sección transversal parabólica. 2 bo 2 A 2 LSL x tan t tan m 1 0 1 2 bo 2 V tan t tan m tan m tan t 1 tan m tan m tan t tan m bo 2 x 2 tan m x 0 1 dx (1) 1 bo 2 LSL tan t tan m bo 2 tan t 1 tan m tan t tan m x bo tan m 2 dx (2) Siendo: 1 2 Donde: kf m: t: n n 1 tan m y n tan t tan m (2a) ángulo maximal de la pila; grados sexagesimales. ángulo tangencial de la pila; grados sexagesimales. Los valores de m y t, cuando se trata de los ángulos de reposo, se determinan en función de la granulometría y la humedad del material, usando las ecuaciones empíricas 3 y 4 propuestas por Sierra (2010). Estas ecuaciones permiten obtener buenas predicciones de m y t porque para un nivel de confianza del 95 % sus coeficientes de correlación son iguales a 0,973 y 0,965. m 30,58 0,4592 G p 0,00496 G p H p 0,00651 G 2p 0,01109 H 2p (3) �33,25 0,505 G p t 0,0025 G p H p 0,0062 G 2p 0,008 H 2p (4) Para utilizar las ecuaciones 3 y 4 debe verificarse que: 5 mm G p 78 mm y 26 % H p (5) 42 % Donde: Gp: granulometría promedio de las menas lateríticas; mm. Hp: humedad promedio de las menas lateríticas; %. Pilas de menas lateríticas con geometría de su sección transversal hiperbólica Las ecuaciones 6 y 7 constituyen los modelos para el cálculo del área de exposición y el volumen de una pila con sección transversal hiperbólica (Figura 2a). Y` Y Y P2 f (x) y=h t t m h X=bo/2 x=x 0 X -bo/2 y=y P1 X` 0 bo/2 m 0 b) a) P3 X Figura 2. Vista frontal de una pila de sección transversal hiperbólica [a)] y semi-elíptica [b)]. bo tan m 2 tan m tan t bo 2 A 2 LSL x 2 2 tan t 1 0 x bo tan m 2 tan m tan t 2 dx (6) �V tan 2 1 2 bo2 m tan m x tan m tan m tan t bo tan m 2 tan m tan t 0 x tan t tan t LSL 2 bo tan m 2 tan m tan t bo 2 2 tan t tan m ln tan t tan t 2 bo tan m tan t 2 tan m tan t (7) dx Siendo: tan 2 m tan t tan m ln tan t tan m tan t 2 1 2 kf tan m tan t tan m tan t (7a) Pilas de menas lateríticas con geometría de su sección transversal semi-elíptica Las ecuaciones 8 y 9 constituyen los modelos para el cálculo del área de exposición y el volumen de una pila con sección transversal semi-elíptica (Figura 2b). 2 bo 2 A 2 LSL x x tan m 1 bo 2 0 V bo2 8 LSL 2 x 0 (8) x2 bo 2 tan m dx 2 bo 2 2 x2 1 2 tan m dx (9) Siendo: kf 8 tan m (9a) ANEXO 10 DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN INFORMÁTICA CREADA EN EL TRABAJO Primera ventana: “Áreas y volúmenes de pilas” En esta ventana se programaron las ecuaciones empíricas 3 y 4 del Anexo 9 y con ellas se calculan los ángulos maximal y tangencial del material. También, se programaron los modelos y �procedimientos que permiten calcular las áreas y los volúmenes de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado natural con diferentes geometrías de su sección transversal (ver Epígrafe 2.7 y el Anexo 9). Para ello solo es necesario conocer la granulometría y humedad del material, así como las dimensiones (largo y ancho) de la superficie horizontal disponible para el secado natural. Estos datos son conocidos por el personal que implementa el proceso en las empresas niquelíferas. Como se aprecia en la Figura 1 la aplicación informática permite calcular el valor puntual de la altura de la pila, el área de la sección transversal, la longitud de la superficie lateral, el área de la superficie y el volumen. Nótese que se caracteriza la forma geométrica de la sección transversal de la pila y se realiza el gráfico lateral, además se calculan, con la opción “Llenar Tablas”, todos los valores del área de exposición y el volumen de la pila cuando los ángulos maximal y tangencial varían entre 0 y 90 grados. Luego ejecutando la opción GT (Guardar Tablas) se guardan los parámetros de interés calculados. El diagrama general utilizado se muestra en la Figura 3. Segunda ventana: “Diseño de pilas según radiación solar recibida” En la misma se programó el procedimiento para la determinación de la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado (ver Epígrafe 2.2.1.1) y mediante la aplicación informática se realiza el cálculo cuando el ángulo de inclinación de la superficie de secado oscila entre -90 y 90 grados, y el tiempo de secado varía entre las seis y las 18 horas (ver Figuras 2 y 4). Luego, mediante la implementación de técnicas de discretización, se calcula la radiación total y la densidad de radiación solar que llega a la superficie de secado. Los valores obtenidos en estos cálculos constituyen la base para la optimización de la forma geométrica de la sección transversal de la pila, atendiendo a estos dos criterios. Aquí se considera la restricción impuesta al volumen. �Figura 1. Ventana creada para calcular el área de exposición y el volumen de las pilas de minerales. Figura 2. Ventana creada para calcular la radiación solar global que recibe la superficie de secado de las pilas de minerales durante la implementación del proceso de secado natural. �Inicio Conocidos los parámetros Gp; Hp; No ¿ m = m; t; bo; LSL; f(x) y kf La sección transversal de la pila es triangular 2x y f x h 1 bo 1 kf tan m 4 Si t? La sección transversal de la pila es semi-elíptica ¿ m < Si t? ¿ No t Si 90º? y bo 2 f x kf No 8 2 x2 1 2 tan m tan m Calcular: ¿ m - t No < 60º? La sección transversal de la pila es parabólica f x axn c 1 n kf tan m 2 n 1 y Si La sección transversal de la pila es hiperbólica P y f x yo x xo kf 1 2 tan 2 tan m m tan t tan m ln 2 tan t tan t tan m tan t tan m tan t Calcular el área de exposición y el volumen (A y V) de la pila para todas las combinaciones de m y t bo 2 A 2 LSL x f ' ( x) 2 dx 1 0 bo 2 V bo2 k f LSL 2 x f ( x) dx 0 Fin Figura 3. Diagrama general utilizadoInicio por la primera ventana de la aplicación informática. �Conocidos los parámetros nd; la; nh; IH; ; y Calcular la irradiancia extraterrestre horaria en la superficie horizontal I0 I CS 1 0,033 cos 360 nd 365,25 sen la sen s cos la cos s cos wh Calcular el coeficiente de transmisión total atmosférico kT IH I0 IH I CS 1 0,033 cos 360 nd 365,25 sen l a sen s Calcular el coeficiente empírico por la expresión: Si ¿0,22< kt 0,8? cos l a cos s cos wh Ce 4,388 kT2 16,638 kT3 12,336 kT4 0,951 0,160 kT No Calcular el coeficiente empírico por la expresión: Si ¿ kt 0,22? Ce 1 0,09 kT No El coeficiente empírico tiene un valor constante: Si ¿ kt > 0,8? Ce 0,165 Calcular la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de las pilas de menas lateríticas [I( , )] I , IG IH 1 Ce R , Ce 1 cos 2 1 cos 2 Fin Figura 4. Diagrama general utilizado por la segunda ventana de la aplicación informática. Tercera ventana: “Cálculo del calor total” �Para determinar el calor total que llega a la superficie de secado de la pila se programaron los modelos y los procedimientos que permiten el cálculo de los flujos de calor transferidos por radiación y convección (ver Epígrafes 2.2.1 y 2.2.2). Estos flujos de calor se determinaron para una hora específica y para las 12 horas de sol, comprendidas entre las seis y las 18 horas, con los resultados obtenidos se optimiza la forma geométrica de la sección transversal de la pila considerando el calor total recibido, el cual se determina como la suma o la diferencia, según corresponda, entre los flujos de calor transferidos por radiación y convección. Adicionalmente, se considera la restricción establecida para el valor del volumen mínimo de la pila (ver Figuras 5 y 6). Figura 5. Ventana creada para calcular el calor total que recibe la superficie de secado de las pilas de minerales durante la implementación Inicio del proceso de secado natural. Conocidos los parámetros Va; L; Ta; Ts; ¿Gr/Re2 » 1? c; s; ; I( , ); y �No Predomina la convección libre Calcular el Nusselt por: Si Nu Predomina la convección forzada (caso más frecuente) Si 2 ¿Gr/Re « 1? 0,56 Gr Pr 1 / 4 Calcular el Nusselt por: 9 Nu 1 2 2 0,025 Re 10 Pr 3 Gu 15 No ¿Gr/Re2 1? Calcular el Nusselt por: Si 9 Nu Predomina la convección mixta 1 2 2 0,025 Re 10 Pr 3 Gu 15 3 0,56 Gr Pr 1 1 3 3 4 Se utiliza el signo “+” para el flujo transversal y el signo “-” para el flujo opuesto Calcular el flujo de calor por convección según el Nu que corresponda q Conv Nu k a Ts L Ta Calcular el flujo de calor por radiación qRad 0,0552 Ta1,5 c 4 s I , Calcular el calor total disponible para el secado natural (qTotal) qTotal c 0,0552 Ta1,5 4 s I , Nu ka Ts Ta L Si Ta > Ts se utiliza el signo “+” y en caso contrario (Ta < Ts) se emplea el signo “-” Fin Figura 6. Diagrama general utilizado por la tercera ventana de la aplicación informática. Cuarta ventana: “Dinámica del calor” �En esta sección se programaron los modelos establecidos para el cálculo del flujo de calor por conducción (QCond), la temperatura del material en la superficie de la pila de minerales en cualquier instante de tiempo [Ts( )] y la distribución de temperatura del material [T(y, )], los cuales se exponen en los Epígrafes 2.2.3 y 2.2.3.1, respectivamente. Luego, se calculan los referidos parámetros y se simula la distribución de temperatura que experimenta la pila de minerales durante el proceso de secado natural (ver Figuras 7 y 8), para ello se emplean los resultados obtenidos en las ventanas anteriores (Figuras 1; 2 y 5). Por su parte, los resultados obtenidos en esta ventana son necesarios para el cálculo y la simulación de la distribución de humedad del material. Figura 7. Ventana creada para calcular la temperatura en la superficie de la pila y para simular la distribución de temperatura que experimenta el material durante el secado natural. Inicio Conocidos los parámetros Nu; ka; L; c; Gcielo; s; ; I( , ); ; Ta y �Se desprecia la convección del aire y Ts( ) se calcula por: Si ¿ha 0? c Gcielo I , s Ts 4 Ta4 0 No Se considera la convección del aire y Ts( ) se calcula por: c Gcielo I , s 4 Ts Ta4 ha Ts Ta 0 Calcular la distribución de temperatura en la pila de menas lateríticas [T(y, )] y con ello se determina T( , ) para el espesor que corresponda T y, cos n n n 1 2 T0 n l e 2 n l e 2 dTs ( ) d d 0 y Ts l Ts (0) T0 sen T0 Calcular el flujo de calor por conducción (qCond) q Cond k Ts T , Fin Figura 8. Diagrama general utilizado por la cuarta ventana de la aplicación informática. Quinta ventana: “Dinámica del secado” n y l �En esta ventana se programaron los procedimientos de cálculo y los modelos de la distribución de humedad del material [H(y, )], la velocidad de secado [-dH/d superficie de la pila en cualquier instante de tiempo 1 y -dH/d 2] y la humedad en la [Hs( )] en ambos periodos de secado, (ver Epígrafes 2.4.1; 2.6 y el Anexo 7). Lo anterior permitió determinar la distribución de humedad que experimenta el material durante el secado natural (ver Figuras 9 y 10) y la humedad promedio del mismo, además se determina el volumen de material que reduce su contenido de humedad en un valor predeterminado para la simulación (en la Figura 9 se asume el 2 %). Finalmente, se optimiza la forma geométrica de la sección transversal de las pilas de minerales ateniendo a dos criterios: el porcentaje del volumen de mineral secado y el volumen de mineral secado. Figura 9. Ventana creada para calcular y simular la distribución de humedad que experimenta la pila de minerales durante la implementación del proceso de secado natural. Inicio �Conocidos los parámetros N; A; QRad.; QConv.; QCond.; ; I( , ); H( ); He; Hc; ku y El proceso se desarrolla en el primer periodo de secado y Hs( ) se calcula por: Si ¿N = cte? A Ts k Hs No 0,0552 Ta1,5 c 4 s Nu k a Ts L I( , ) Ta T , H0 m0 100 H 0 100 R C S1 C S 2 Tag M ag 273,15 El proceso se desarrolla en el segundo periodo de secado y Hs( ) se calcula por: 0,0552 Ta1,5 c A H k Hs H0 Hc He Nu k a Ts L I( , ) s He 4 Ts Ta T , m0 100 H 0 100 R C S1 C S 2 Tag M ag 273,15 Calcular la distribución de humedad en la pila de material [H(y, )] para n l ku ku H y, e n l 2 2 cos n e (y) = variable: 2 0 Rn d 2 H1 Hs 0 n 2H s 0 n n 1 l 2 n 2 H0 Hs 0 n sen n 2 2 H1 y sen 0 n n y dy l H0 l l n y y H0 Hs H0 l l Para el caso en que (y) = H1 = constante, se calcula H(y, ) por la expresión 4 del Anexo 7 sen Fin Figura 10. Diagrama general utilizado por la quinta ventana de la aplicación informática. ANEXO 11 �VALIDACIÓN DE LOS MODELOS DE INTERÉS PARA LA INVESTIGACIÓN Tabla 1. Resultados experimentales y teóricos obtenidos para la humedad en las pilas 1, 2 y 3. Días (No.) 1 2 3 4 5 6 7 Características de la primera pila de menas lateríticas Masa = 500 t; LSL = 140 m; bo = 3,2 m; m = 61º; Geometría de la sección transversal: triangular H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E Días H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. (%) (%) (%) (%) (No.) (%) (%) (%) 34,05 27,81 29,61 6,48 38,04 31,06 34,06 8 32,07 29,46 27,40 6,99 31,42 26,21 26,66 9 31,48 27,02 26,74 1,04 36,93 30,62 32,82 10 34,81 30,29 30,46 0,56 31,36 25,15 26,60 11 31,72 27,90 27,00 3,23 27,73 22,61 22,55 12 35,13 30,81 30,81 0,00 25,63 19,61 20,20 13 32,45 30,68 27,82 9,32 35,31 29,51 31,02 14 E (%) 9,66 1,72 7,18 5,77 0,27 3,01 5,12 Error relativo promedio entre los valores experimentales y teóricos de la humedad Ep = 4,31 % Características de la segunda pila de menas lateríticas Masa = 500 t; LSL = 140 m; bo = 3,2 m; m = 61º; Geometría de la sección transversal: triangular Días H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E Días H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. (No.) (%) (%) (%) (%) (No.) (%) (%) (%) 31,88 30,66 27,18 11,35 30,62 27,72 25,77 1 8 29,99 29,05 25,06 13,73 28,09 24,24 22,94 2 9 35,30 27,43 31,01 13,05 37,39 31,54 33,34 3 10 29,63 27,61 24,66 10,68 27,83 24,74 22,65 4 11 31,16 26,40 26,37 0,11 36,73 33,01 32,60 5 12 31,11 30,39 26,32 13,39 23,89 18,21 18,29 6 13 31,73 25,04 27,01 7,870 33,61 26,77 29,11 7 14 E (%) 7,03 5,36 5,71 8,45 1,24 0,44 8,74 Error relativo promedio entre los valores experimentales y teóricos de la humedad Ep = 7,65 % Valores de los factores del diseño de experimento para las pilas 1 y 2 XO = +0,8 m; XE = -0,8 m; Z1 = 35 m; Z2 = 70 m; Z3 = 105 m; Ys = 1,443 m; 0 = 0 h y F = 12 h Características de la tercera pila de menas lateríticas Masa = 700 t; LSL = 140 m; bo = 5,49 m; m = 61º; Geometría de la sección transversal: triangular Días H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E Días H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E (No.) (%) (%) (%) (%) (No.) (%) (%) (%) (%) 36,32 30,61 33,88 10,68 33,05 27,50 30,36 10,40 1 8 36,61 33,89 34,19 0,89 33,96 27,42 31,34 14,30 2 9 35,50 32,11 33,01 2,80 34,94 30,85 32,40 5,02 3 10 42,77 36,56 40,77 11,52 32,22 27,75 29,47 6,20 4 11 39,80 34,68 37,61 8,45 22,74 18,38 19,18 4,35 5 12 34,23 30,54 31,63 3,57 29,02 22,67 26,01 14,73 6 13 36,99 33,93 34,60 1,97 25,07 19,13 21,71 13,49 7 14 Error relativo promedio entre los valores experimentales y teóricos de la humedad Ep = 7,74 % Valores de los factores del diseño de experimento para la pila 3 XO = +1,3725 m; XE = -1,3725 m; Z1 = 35 m; Z2 = 70 m; Z3 = 105 m; Ys = 2,476 m; 0 = 0 h y F = 12 h Tabla 2. Distribución de los errores relativos puntuales expuestos en la tabla anterior. Intervalo PRE Intervalo PRE Intervalo PRE de oscilación (%) de oscilación (%) de oscilación (%) �Pila 1 (0 E 5) 50 (5 E 10) 50 (10 E 15) 0 Pila 2 (0 E 5) 21,43 (5 E 10) 42,86 (10 E 15) 35,71 Pila 3 (0 E 5) 35,71 (5 E 10) 21,43 (10 E 15) 42,86 Distribución de los errores relativos puntuales para las tres pilas juntas (0 E 5) PRE = 35,71 % (5 E 10) PRE = 38,10 % (10 E 15) PRE = 26,19 % Tabla 3. Resultados experimentales y teóricos obtenidos para la humedad de las menas lateríticas a diferentes profundidades. Profundidad a la cual se midió la humedad del material (m) Superficie (0,0) Resultados obtenidos en el talud este de la pila de minerales A las A las seis horas 18 horas H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E (%) (%) (%) (%) 32,46 27,59 28,44 3,08 Resultados obtenidos en el talud oeste de la pila de minerales A las A las seis horas 18 horas H0(P) Exp. HF(P)Exp. HF(P)Teo. E (%) (%) (%) (%) 32,46 26,09 26,25 0,61 -0,3 32,46 28,15 28,93 2,77 32,46 26,61 27,01 1,50 -0,6 32,46 28,37 29,42 3,70 32,46 27,17 27,76 2,17 -0,9 32,46 29,22 29,91 2,36 32,46 28,19 28,52 1,17 -1,2 32,46 29,43 30,41 3,33 32,46 30,04 29,28 2,53 -1,5 32,46 32,18 30,90 3,98 32,46 30,91 30,04 2,81 Error relativo promedio entre los valores experimentales y teóricos de la humedad Ep = 2,50 % Observación para la Tabla 3: la profundidad se midió desde la superficie de la pila hacia la base. Simbología empleada en las Tablas 1; 2 y 3 del Anexo 11 XO y XE: distancia en el eje “X” medida desde el origen hacia los taludes oeste y este; m. Z1, Z2, y Z3: distancia en el eje “Z” medida desde el origen de la superficie lateral de la pila; m. Ys: altura en el eje “Y” de la superficie de secado de la pila; m. 0 y F: tiempo inicial y final medido a las seis y las 18 horas del día; h. H0(P) Exp.: valor promedio de la humedad inicial del material determinado de forma experimental; %. PRE: porcentaje que representan los errores que se encuentran en el intervalo considerado; %. Nota: Los términos HF(P)Exp.; HF(P)Teo.; E y Ep seInicio declaran en el capítulo 3 Entrada de los datos iniciales y los valores de los coeficientes de los modelos matemáticos Los mismos deben ser los que se utilizaron en el proceso de experimentación Seleccionar nuevos valores de los coeficientes �Calcular el área de exposición según la forma geométrica de la sección transversal de la pila Mediante las expresiones 2.112 y las 1; 6 y 8 del Anexo 9 Calcular la radiación solar global que incide sobre la superficie de secado de la pila Mediante la expresión 2.21 Calcular la humedad experimental promedio del material [HF(P)Exp.] Mediante técnicas convencionales Calcular el calor total disponible para el proceso de secado natural Para ello se suman o se restan los flujos de calor obtenidos con las expresiones 2.23 y 2.38 Calcular la distribución de temperatura en la pila de menas lateríticas [T(y, )] Mediante la expresión 2.55 No Calcular la distribución de humedad en la pila de menas lateríticas [H(y, )] Mediante las expresiones 2.81 y la 4 del Anexo 7 Calcular Ep (Ec. 3.2) ¿Ep < 10 %? Calcular la humedad teórica promedio del material [HF(P)Teo.] Mediante técnicas convencionales Si Terminar el proceso de validación Fin Figura 1. Diagrama general para la validación de los modelos establecidos en la investigación. ANEXO 12 PRINCIPALES INSTRUMENTOS USADOS EN LA MEDICIÓN DE LA HUMEDAD �Figura 1. Balanza utilizada para determinar la masa de las muestras de menas lateríticas. Balanza de laboratorio de tipo digital Rango de medición: de 0 a 100 kg Error: 0,058 kg Figura 2. Estufa utilizada para la extracción de la humedad de las menas lateríticas. Estufa marca MEMMERT Rango de medición: de 0 a 220 ºC Error: 1 ºC Nota: Los instrumentos pertenecen al Centro de Desarrollo de Investigaciones del Níquel de Moa. ANEXO 13 �VALORES DE LOS PARÁMETROS CALCULADOS PARA LA PILA DE MENAS LATERÍTICAS SELECCIONADA (PILA TRES, DE 700 TONELADAS) Tabla 1. Valores probables del área de exposición para las diferentes combinaciones de m→ 15º 20º 25º 30º 789,0 791,1 794,9 799,4 804,5 810,0 816,2 823,0 830,6 839,3 849,5 813,4 811,0 813,6 818,4 824,5 831,4 839,3 848,1 858,2 869,6 883,0 849,8 842,9 840,9 843,9 849,8 857,5 866,7 877,3 889,5 903,6 920,2 893,7 887,8 881,6 880,0 883,5 890,6 900,3 912,1 926,2 942,7 962,3 t↓ 15º 20º 25º 30º 35º 40º 45º 50º 55º 60º 65º 35º 40º 45º 50º Área de exposición de la pila (m2) 940,6 942,4 937,0 931,7 930,4 934,4 942,9 955,0 970,2 988,7 1011,1 988,5 1 003,2 1 004,4 1 000,2 995,7 994,9 999,6 1 009,8 1 025,0 1 044,7 1 069,4 1 036,4 1 068,1 1 081,5 1 084,1 1 081,5 1 078,1 1 077,8 1 083,4 1 095,9 1 115,2 1 141,2 1 084,1 1 136,1 1 166,5 1 181,9 1 187,4 1 187,2 1 185,2 1 185,7 1 192,4 1 208,1 1 233,4 15º 20º 25º 30º 277,4 319,9 353,0 380,0 402,7 422,3 439,7 455,5 470,0 483,7 496,8 319,2 376,8 423,6 463,0 497,0 527,2 554,6 579,9 603,6 626,3 648,4 351,7 422,9 482,7 534,5 580,4 621,9 660,3 696,4 730,9 764,4 797,5 t↓ 15º 20º 25º 30º 35º 40º 45º 50º 55º 60º 65º 419,2 524,3 619,4 707,3 789,8 868,6 945,2 1 020,8 1 096,5 1 173,5 1 253,1 436,0 550,9 656,9 756,5 851,7 944,1 1 035,2 1 126,5 1 219,3 1 315,3 1 416,1 451,3 575,4 692,1 803,5 911,7 1 018,3 1 125,1 1 233,7 1 345,9 1 463,7 1 589,5 m. 60º 65º 1 131,5 1 206,8 1 259,1 1 293,3 1 313,6 1 323,6 1 327,0 1 327,2 1 328,7 1 337,2 1 357,5 1 179,1 1 280,5 1 359,2 1 418,6 1 461,4 1 490,5 1 508,2 1 517,2 1 520,9 1 524,3 1 535,2 1 227,1 1 357,5 1 467,6 1 559,1 1 633,6 1 692,3 1 736,6 1 767,5 1 786,6 1 796,7 1 803,4 35º 40º 45º 50º 3 Volumen de la pila (m ) 378,0 400,1 461,5 494,8 533,7 578,8 597,7 654,7 655,6 724,9 709,1 790,8 759,4 853,8 807,4 915,0 854,2 975,4 900,3 1 035,9 946,5 1 097,5 y 55º Tabla 2. Valores probables del volumen para las diferentes combinaciones de m→ t t y m. 55º 60º 65º 465,3 598,4 725,6 849,0 970,7 1 092,5 1 216,3 1 344,2 1 478,4 1 621,7 1 777,5 478,5 620,4 758,1 893,8 1 029,7 1 167,8 1 310,3 1 459,9 1 619,5 1 793,0 1 985,3 491,0 641,6 790,1 938,6 1 089,6 1 245,4 1 408,8 1 583,1 1 772,5 1 982,4 2 220,0 Tabla 3. Valores de radiación global calculados para las 51 secciones del corte realizado. No. 1 2 . . . 25 26 RG -6 35,85 35,85 . . . 35,85 37,00 RG -7 30,11 30,11 . . . 30,11 38,00 RG -8 42,58 42,58 . . . 42,58 54,00 RG -9 202,47 202,47 . . . 202,47 254,00 RG -10 390,66 390,66 . . . 390,66 470,00 RG -11 804,43 804,43 . . . 804,43 865,00 RG -12 RG -13 RG -14 RG -15 1 000,8 944,15 0,00 0,00 1 000,8 944,15 0,00 0,00 . . . . . . . . . . . . 1 000,8 944,15 0,00 0,00 1 072,0 1 008,0 915,00 779,00 RG -16 0,00 0,00 . . . 0,00 662,00 RG -17 0,00 0,00 . . . 0,00 460,00 RG -18 0,00 0,00 . . . 0,00 217,00 �27 . . . 50 51 0,00 . . . 0,00 0,00 0,00 . . . 0,00 0,00 0,00 . . . 0,00 0,00 0,00 . . . 0,00 0,00 0,00 . . . 0,00 0,00 804,43 1 000,8 . . . . . . 804,43 1 000,8 804,43 1 000,8 944,15 866,43 755,27 . . . . . . . . . 944,15 866,43 755,27 944,15 866,43 755,27 676,75 . . . 676,75 676,75 555,42 . . . 555,42 555,42 403,30 . . . 403,30 403,30 Tabla 4. Valores de los flujos de calor por convección para las 51 secciones del corte realizado. No. 1 2 . . . 25 26 27 . . . 50 51 C-6 5,30 5,30 . . . 5,30 5,43 0,00 . . . 0,00 0,00 C-7 4,63 4,63 . . . 4,63 5,54 0,00 . . . 0,00 0,00 C-8 6,04 6,04 . . . 6,04 7,22 0,00 . . . 0,00 0,00 C-9 1,13 1,13 . . . 1,13 21,63 0,00 . . . 0,00 0,00 C-10 2,38 2,38 . . . 2,38 32,18 0,00 . . . 0,00 0,00 C-11 5,24 5,24 . . . 5,24 46,01 44,21 . . . 44,21 44,21 C-12 6,52 6,52 . . . 6,52 51,86 50,03 . . . 50,03 50,03 C-13 6,07 6,07 . . . 6,07 50,36 48,62 . . . 48,62 48,62 C-14 0,00 0,00 . . . 0,00 47,85 46,44 . . . 46,44 46,44 C-15 0,00 0,00 . . . 0,00 43,70 42,95 . . . 42,95 42,95 C-16 0,00 0,00 . . . 0,00 39,75 40,26 . . . 40,26 40,26 C-17 0,00 0,00 . . . 0,00 31,91 35,77 . . . 35,77 35,77 C-18 0,00 0,00 . . . 0,00 19,58 29,36 . . . 29,36 29,36 Tabla 5. Valores de los flujos de calor por radiación para las 51 secciones del corte realizado. No. 1 2 . . . 25 26 27 . . . 50 51 R-6 22,59 22,59 . . . 22,59 23,31 0,00 . . . 0,00 0,00 R-7 18,97 18,97 . . . 18,97 23,94 0,00 . . . 0,00 0,00 R-8 26,83 26,83 . . . 26,83 34,02 0,00 . . . 0,00 0,00 R-9 127,5 127,5 . . . 127,55 160,0 0,00 . . . 0,00 0,00 R-10 246,12 246,12 . . . 246,12 296,10 0,00 . . . 0,00 0,00 R-11 506,79 506,79 . . . 506,79 544,95 506,7 . . . 506,79 506,79 R-12 630,54 630,54 . . . 630,54 675,36 630,54 . . . 630,54 630,54 R-13 594,81 594,81 . . . 594,81 635,04 594,81 . . . 594,81 594,81 R-14 0,00 0,00 . . . 0,00 576,4 545,8 . . . 545,8 545,8 R-15 R-16 0,00 0,00 0,00 0,00 . . . . . . 0,00 0,00 490,7 417,06 475,8 426,3 . . . . . . 475,8 426,3 475,8 426,3 Simbología empleada en las Tablas 3; 4 y 5 del Anexo 13 RG: radiación solar global que reciben las secciones; W/m2. C: flujo de calor por convección que reciben o entregan las secciones; W/m2. R: flujo de calor por radiación que reciben las secciones; W/m2. R-17 0,00 0,00 . . . 0,00 289,8 349,9 . . . 349,9 349,9 R-18 0,00 0,00 . . . 0,00 136,71 254,0 . . . 254,0 254,0 �Observación para las Tablas 3; 4 y 5: los números 6, 7… 18 corresponden a la hora del día. Tabla 6. Valores de la temperatura del material desde la base hasta la superficie del talud este. Alturas a las cuales se determinaron los valores de temperatura del material (m) Hora del día 0,000 0,486 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 Temperatura de las menas lateríticas en el talud este de la pila (ºC) 25,436 25,441 25,444 25,439 25,420 25,379 25,325 25,274 25,205 25,139 25,104 25,077 25,113 25,146 25,317 25,471 25,612 25,690 25,654 25,623 25,598 25,577 25,558 25,542 25,528 25,464 25,461 25,457 25,464 25,443 25,505 25,523 25,569 25,564 25,663 25,786 25,733 25,788 25,688 25,848 25,364 24,964 25,198 25,222 25,240 25,257 25,271 25,282 25,293 25,302 25,464 25,461 25,456 25,464 25,431 25,505 25,516 25,567 25,542 25,661 25,819 25,739 25,823 25,692 25,954 25,327 24,815 25,158 25,184 25,203 25,220 25,235 25,247 25,258 25,267 25,432 25,438 25,439 25,437 25,378 25,364 25,276 25,227 25,087 25,060 25,118 25,011 25,137 25,097 25,593 25,391 25,252 25,645 25,602 25,563 25,532 25,505 25,482 25,462 25,445 25,454 25,454 25,450 25,457 25,395 25,465 25,435 25,465 25,374 25,485 25,679 25,549 25,698 25,546 26,054 25,312 24,715 25,250 25,252 25,249 25,250 25,250 25,250 25,251 25,251 25,481 25,473 25,462 25,480 25,416 25,585 25,624 25,746 25,714 25,983 26,326 26,165 26,331 26,047 26,546 25,183 24,065 24,762 24,826 24,875 24,921 24,957 24,988 25,016 25,040 25,427 25,434 25,434 25,434 25,335 25,342 25,217 25,162 24,946 24,949 25,091 24,900 25,112 25,001 25,825 25,290 24,895 25,610 25,563 25,518 25,483 25,452 25,424 25,401 25,380 25,424 25,432 25,433 25,434 25,322 25,334 25,199 25,147 24,915 24,936 25,122 24,925 25,186 25,071 26,019 25,394 24,907 25,685 25,602 25,528 25,471 25,421 25,381 25,347 25,319 25,583 25,548 25,511 25,570 25,509 26,048 26,364 26,841 27,059 27,923 28,817 28,565 28,764 27,985 28,345 24,688 21,625 22,820 23,124 23,389 23,639 23,864 24,073 24,272 24,455 26,834 26,645 26,456 27,112 27,769 32,984 38,199 44,802 51,405 62,388 73,372 78,156 82,941 81,985 81,029 56,165 31,300 31,000 30,700 30,300 29,900 29,450 29,000 28,600 28,200 Tabla 7. Valores de la temperatura del material desde la base hasta la superficie del talud oeste. Alturas a las cuales se determinaron los valores de temperatura del material (m) Hora del día 0,000 0,486 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,474 25,470 25,467 25,464 25,460 25,457 25,448 25,438 25,312 25,165 25,068 24,995 25,046 25,093 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 Temperatura de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila (ºC) 25,439 25,441 25,443 25,446 25,448 25,451 25,443 25,459 25,272 25,659 26,039 25,863 25,909 25,799 25,439 25,442 25,443 25,446 25,448 25,451 25,439 25,458 25,169 25,664 26,160 25,898 25,972 25,832 25,479 25,475 25,471 25,467 25,461 25,458 25,433 25,430 24,994 25,108 25,311 24,987 25,132 25,108 25,451 25,451 25,451 25,452 25,451 25,453 25,428 25,447 24,941 25,506 26,117 25,698 25,848 25,695 25,418 25,424 25,428 25,436 25,439 25,448 25,425 25,468 24,898 25,982 27,053 26,525 26,665 26,356 25,486 25,481 25,475 25,471 25,464 25,460 25,419 25,423 24,673 25,029 25,510 24,928 25,164 25,070 25,490 25,483 25,476 25,470 25,462 25,457 25,411 25,416 24,561 24,985 25,570 24,941 25,240 25,154 25,288 25,315 25,339 25,370 25,394 25,428 25,415 25,553 24,826 27,821 30,588 29,734 29,814 28,918 23,700 23,750 23,800 23,950 24,100 24,350 24,600 25,850 27,100 51,618 76,136 80,960 85,785 84,820 �13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,453 25,164 25,226 25,288 25,343 25,392 25,433 25,470 25,507 25,545 25,585 25,621 25,760 25,709 25,682 25,632 25,594 25,574 25,559 25,525 25,504 25,474 25,450 25,794 25,739 25,717 25,663 25,623 25,607 25,596 25,559 25,542 25,511 25,488 25,205 25,271 25,363 25,419 25,475 25,535 25,590 25,628 25,680 25,729 25,774 25,705 25,681 25,703 25,673 25,657 25,667 25,681 25,659 25,664 25,654 25,649 26,255 26,122 26,057 25,927 25,828 25,781 25,748 25,659 25,611 25,535 25,475 25,195 25,269 25,396 25,458 25,527 25,611 25,690 25,734 25,806 25,869 25,930 25,308 25,398 25,541 25,604 25,673 25,755 25,832 25,867 25,932 25,986 26,037 28,370 27,789 27,360 26,819 26,379 26,100 25,880 25,547 25,314 25,018 24,791 83,856 82,249 80,641 77,909 75,176 73,029 70,882 67,511 64,139 59,701 55,264 Tabla 8. Valores de la temperatura del material para las alturas seleccionadas en el talud este. Alturas a las cuales se determinaron los valores de temperatura del material (m) Hora del día 3,787 3,884 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 25,408 25,419 25,423 25,417 25,300 25,254 25,067 24,949 24,659 24,574 24,659 24,445 24,687 24,625 25,613 25,316 25,135 25,905 25,819 25,740 25,676 25,619 25,570 25,527 25,489 25,424 25,432 25,433 25,434 25,322 25,334 25,199 25,147 24,915 24,936 25,122 24,925 25,186 25,071 26,019 25,394 24,907 25,685 25,602 25,528 25,471 25,421 25,381 25,347 25,319 3,981 4,078 4,175 4,272 4,370 4,467 4,564 4,661 4,758 Temperatura de las menas lateríticas en el talud este de la pila (ºC) 25,514 25,498 25,478 25,511 25,433 25,739 25,863 26,110 26,142 26,637 27,216 27,004 27,229 26,758 27,345 25,064 23,164 24,137 24,261 24,360 24,450 24,525 24,591 24,652 24,704 25,480 25,471 25,458 25,478 25,382 25,576 25,588 25,707 25,611 25,905 26,308 26,056 26,270 25,902 26,641 24,956 23,612 24,613 24,715 24,791 24,857 24,909 24,952 24,988 25,017 25,368 25,390 25,402 25,383 25,240 25,075 24,766 24,520 24,094 23,816 23,758 23,525 23,809 23,879 25,120 25,432 25,783 26,573 26,401 26,248 26,119 26,006 25,907 25,819 25,742 25,431 25,440 25,440 25,446 25,329 25,383 25,280 25,278 25,080 25,192 25,482 25,304 25,620 25,474 26,479 25,574 24,806 25,609 25,483 25,378 25,299 25,238 25,193 25,162 25,142 25,583 25,548 25,511 25,570 25,509 26,048 26,364 26,841 27,059 27,923 28,817 28,565 28,764 27,985 28,345 24,688 21,625 22,820 23,124 23,389 23,639 23,864 24,073 24,272 24,455 25,455 25,446 25,433 25,442 25,319 25,422 25,314 25,292 25,030 25,112 25,320 24,943 25,117 24,796 25,756 24,564 23,827 25,220 25,582 25,895 26,178 26,425 26,645 26,839 27,011 25,208 25,278 25,331 25,264 25,057 24,407 23,676 22,980 22,181 21,261 20,796 20,882 21,666 22,798 25,312 28,916 32,103 33,062 32,844 32,644 32,460 32,287 32,120 31,950 31,785 25,594 25,625 25,637 25,760 25,785 26,606 27,445 28,727 30,015 32,372 35,217 37,073 39,473 40,724 42,953 40,027 36,315 36,565 35,948 35,360 34,814 34,293 33,800 33,338 32,900 26,834 26,645 26,456 27,112 27,769 32,984 38,199 44,802 51,405 62,388 73,372 78,156 82,941 81,985 81,029 56,165 31,300 31,000 30,700 30,300 29,900 29,450 29,000 28,600 28,200 Tabla 9. Valores de la temperatura del material para las alturas seleccionadas en el talud oeste. Alturas a las cuales se determinaron los valores de temperatura del material (m) Hora del día 3,787 3,884 06:00 06:30 07:00 25,511 25,501 25,493 25,490 25,483 25,476 3,981 4,078 4,175 4,272 4,370 4,467 4,564 4,661 4,758 Temperatura de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila (ºC) 25,376 25,418 25,561 25,480 25,388 25,426 25,544 25,472 25,398 25,432 25,527 25,464 25,288 25,315 25,339 25,450 25,462 25,470 25,764 25,707 25,652 25,274 25,212 25,156 23,700 23,750 23,800 �07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 25,484 25,473 25,465 25,415 25,405 24,546 24,686 25,004 24,365 24,648 24,619 24,827 24,976 25,176 25,306 25,436 25,569 25,692 25,783 25,900 26,013 26,117 25,470 25,462 25,457 25,411 25,416 24,561 24,985 25,570 24,941 25,240 25,154 25,308 25,398 25,541 25,604 25,673 25,755 25,832 25,867 25,932 25,986 26,037 25,413 25,423 25,439 25,413 25,492 24,747 26,588 28,366 27,646 27,819 27,299 27,069 26,795 26,624 26,357 26,143 26,019 25,920 25,735 25,612 25,443 25,304 25,440 25,444 25,452 25,417 25,467 24,650 25,969 27,277 26,502 26,678 26,273 26,166 26,019 25,971 25,838 25,748 25,726 25,720 25,643 25,621 25,566 25,531 25,510 25,490 25,473 25,410 25,370 24,371 23,981 23,871 23,191 23,553 23,689 24,072 24,382 24,730 25,008 25,266 25,498 25,705 25,894 26,098 26,310 26,499 25,459 25,451 25,449 25,402 25,418 24,496 25,155 26,000 25,367 25,735 25,628 25,772 25,833 25,947 25,962 25,980 26,017 26,050 26,030 26,047 26,047 26,048 25,370 25,394 25,428 25,415 25,553 24,826 27,821 30,588 29,734 29,814 28,918 28,370 27,789 27,360 26,819 26,379 26,100 25,880 25,547 25,314 25,018 24,791 25,476 25,475 25,477 25,428 25,452 24,502 25,432 26,307 25,268 25,333 24,916 24,883 24,862 24,991 25,084 25,255 25,513 25,806 26,063 26,391 26,714 27,064 25,588 25,525 25,458 25,341 25,163 23,846 21,104 19,136 18,750 19,697 20,985 22,536 24,024 25,508 26,963 28,326 29,531 30,649 31,800 32,891 34,014 35,014 25,122 25,093 25,091 25,056 25,226 24,537 28,529 33,518 35,192 37,881 39,387 40,989 42,290 43,495 44,317 44,976 45,578 46,051 46,192 46,218 45,944 45,505 23,950 24,100 24,350 24,600 25,850 27,100 51,618 76,136 80,960 85,785 84,820 83,856 82,249 80,641 77,909 75,176 73,029 70,882 67,511 64,139 59,701 55,264 Tabla 10. Valores de la humedad del material desde la base hasta la superficie del talud este. Alturas a las cuales se determinaron los valores de humedad del material (m) Hora del día 0,000 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 0,486 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,299 36,276 36,237 36,177 36,073 35,916 35,719 35,479 35,230 34,970 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 36,320 36,319 36,318 36,315 36,310 36,297 36,272 36,230 36,165 36,051 35,880 35,666 35,404 35,134 34,851 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 Humedad de las menas lateríticas en el talud este de la pila (%) 36,320 36,320 36,320 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,304 36,293 36,275 36,253 36,227 36,198 36,169 36,154 36,155 36,155 36,155 36,155 36,155 36,155 36,155 36,155 36,155 36,320 36,320 36,320 36,319 36,318 36,315 36,310 36,302 36,288 36,265 36,230 36,187 36,133 36,077 36,019 35,989 35,990 35,990 35,990 35,990 35,990 35,990 35,990 35,990 35,990 36,320 36,320 36,319 36,318 36,317 36,313 36,306 36,292 36,272 36,238 36,185 36,120 36,040 35,955 35,868 35,823 35,825 35,825 35,825 35,825 35,825 35,825 35,825 35,825 35,825 36,320 36,320 36,319 36,318 36,316 36,311 36,301 36,283 36,257 36,210 36,140 36,053 35,946 35,834 35,718 35,658 35,660 35,660 35,660 35,660 35,660 35,660 35,660 35,660 35,660 36,320 36,320 36,319 36,317 36,315 36,309 36,296 36,274 36,241 36,183 36,095 35,986 35,853 35,713 35,568 35,493 35,495 35,495 35,495 35,495 35,495 35,494 35,494 35,494 35,494 36,320 36,319 36,319 36,317 36,314 36,306 36,291 36,265 36,225 36,156 36,050 35,919 35,759 35,592 35,418 35,328 35,330 35,330 35,329 35,329 35,329 35,329 35,329 35,329 35,329 36,320 36,319 36,318 36,316 36,313 36,304 36,286 36,255 36,209 36,128 36,006 35,853 35,666 35,471 35,269 35,163 35,165 35,164 35,164 35,164 35,164 35,164 35,164 35,164 35,164 36,320 36,319 36,318 36,316 36,312 36,302 36,281 36,246 36,193 36,101 35,961 35,786 35,572 35,350 35,119 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 �Tabla 11. Valores de la humedad del material desde la base hasta la superficie del talud oeste. Alturas a las cuales se determinaron los valores de humedad del material (m) Hora del día 0,000 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 0,486 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 Humedad de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila (%) 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,312 36,293 36,270 36,241 36,211 36,180 36,148 36,115 36,082 36,050 36,018 35,986 35,955 35,926 35,900 35,877 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,304 36,266 36,219 36,162 36,102 36,040 35,976 35,910 35,845 35,780 35,716 35,652 35,590 35,533 35,481 35,435 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,295 36,239 36,169 36,084 35,993 35,900 35,804 35,705 35,607 35,511 35,414 35,318 35,227 35,140 35,062 34,994 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,287 36,212 36,119 36,005 35,885 35,760 35,632 35,501 35,371 35,242 35,114 34,985 34,863 34,748 34,644 34,553 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,279 36,185 36,068 35,926 35,776 35,621 35,461 35,297 35,134 34,974 34,813 34,653 34,501 34,357 34,227 34,113 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,271 36,158 36,018 35,847 35,668 35,481 35,290 35,093 34,898 34,706 34,513 34,322 34,139 33,966 33,810 33,673 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,262 36,131 35,968 35,768 35,560 35,342 35,119 34,890 34,663 34,439 34,214 33,991 33,777 33,576 33,394 33,234 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,254 36,104 35,917 35,689 35,452 35,203 34,948 34,687 34,428 34,172 33,915 33,660 33,416 33,186 32,978 32,796 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,246 36,077 35,867 35,611 35,344 35,065 34,778 34,485 34,193 33,905 33,617 33,330 33,056 32,797 32,564 32,358 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,239 36,055 35,827 35,548 35,258 34,954 34,642 34,323 34,005 33,692 33,379 33,067 32,769 32,487 32,232 32,008 Tabla 12. Valores de la humedad del material para las alturas seleccionadas en el talud este. Alturas a las cuales se determinaron los valores de humedad del material (m) Hora del día 3,787 3,884 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 36,320 36,319 36,318 36,316 36,312 36,302 36,282 36,248 36,196 36,106 35,970 35,799 35,591 35,375 35,149 35,031 36,320 36,319 36,318 36,316 36,312 36,302 36,281 36,246 36,193 36,101 35,961 35,786 35,572 35,350 35,119 34,999 3,981 4,078 4,175 4,272 4,370 4,467 4,564 4,661 4,758 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,298 36,273 36,231 36,168 36,057 35,889 35,679 35,423 35,158 34,880 34,735 36,320 36,319 36,318 36,315 36,310 36,297 36,272 36,230 36,165 36,051 35,880 35,666 35,404 35,134 34,851 34,702 Humedad de las menas lateríticas en el talud este de la pila (%) 36,320 36,319 36,318 36,316 36,312 36,301 36,280 36,244 36,190 36,095 35,952 35,773 35,554 35,326 35,089 34,966 36,320 36,319 36,318 36,316 36,312 36,301 36,279 36,243 36,187 36,090 35,943 35,759 35,535 35,302 35,059 34,933 36,320 36,319 36,318 36,315 36,312 36,300 36,278 36,241 36,184 36,084 35,934 35,746 35,516 35,278 35,030 34,900 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,300 36,277 36,239 36,180 36,079 35,925 35,733 35,498 35,254 35,000 34,867 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,299 36,276 36,237 36,177 36,073 35,916 35,719 35,479 35,230 34,970 34,834 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,299 36,275 36,235 36,174 36,068 35,907 35,706 35,460 35,206 34,940 34,801 36,320 36,319 36,318 36,315 36,311 36,298 36,274 36,233 36,171 36,062 35,898 35,693 35,441 35,182 34,910 34,768 �14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 35,032 35,032 35,032 35,032 35,032 35,032 35,032 35,032 35,032 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,999 34,966 34,966 34,966 34,966 34,966 34,966 34,966 34,966 34,966 34,933 34,933 34,933 34,933 34,933 34,933 34,933 34,933 34,933 34,900 34,900 34,900 34,900 34,900 34,900 34,900 34,900 34,900 34,867 34,867 34,867 34,867 34,867 34,867 34,867 34,867 34,867 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,834 34,801 34,801 34,801 34,801 34,801 34,801 34,801 34,801 34,801 34,768 34,768 34,768 34,768 34,768 34,768 34,768 34,768 34,768 34,735 34,735 34,735 34,735 34,735 34,735 34,735 34,735 34,735 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 34,702 Tabla 13. Valores de la humedad del material para las alturas seleccionadas en el talud oeste. Alturas a las cuales se determinaron los valores de humedad del material (m) Hora del día 3,787 3,884 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,256 36,109 35,927 35,705 35,473 35,231 34,982 34,728 34,475 34,225 33,975 33,726 33,489 33,264 33,062 32,883 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,254 36,104 35,917 35,689 35,452 35,203 34,948 34,687 34,428 34,172 33,915 33,660 33,416 33,186 32,978 32,796 3,981 4,078 4,175 4,272 4,370 4,467 4,564 4,661 4,758 Humedad de las menas lateríticas en el talud oeste de la pila (%) 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,252 36,098 35,907 35,674 35,430 35,176 34,914 34,647 34,381 34,118 33,856 33,594 33,344 33,108 32,895 32,708 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,251 36,093 35,897 35,658 35,409 35,148 34,880 34,606 34,334 34,065 33,796 33,528 33,272 33,031 32,812 32,621 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,249 36,088 35,887 35,642 35,387 35,120 34,846 34,566 34,287 34,012 33,736 33,462 33,200 32,953 32,729 32,533 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,247 36,082 35,877 35,626 35,365 35,093 34,812 34,525 34,240 33,958 33,677 33,396 33,128 32,875 32,646 32,445 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,246 36,077 35,867 35,611 35,344 35,065 34,778 34,485 34,193 33,905 33,617 33,330 33,056 32,797 32,564 32,358 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,244 36,071 35,857 35,595 35,322 35,037 34,744 34,444 34,146 33,852 33,557 33,264 32,984 32,720 32,481 32,270 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,242 36,066 35,847 35,579 35,301 35,009 34,710 34,404 34,099 33,799 33,498 33,198 32,912 32,642 32,398 32,183 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,241 36,061 35,837 35,563 35,279 34,982 34,676 34,363 34,052 33,745 33,438 33,133 32,840 32,564 32,315 32,096 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,320 36,239 36,055 35,827 35,548 35,258 34,954 34,642 34,323 34,005 33,692 33,379 33,067 32,769 32,487 32,232 32,008 Tabla 14. Valores de la velocidad de secado desde la base hasta la superficie del talud este. Alturas a las cuales se determinaron los valores de la velocidad de secado (m) Hora del día 0,000 0,486 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 0,002 0,001 0,002 0,002 0,005 0,002 0,002 0,002 0,002 0,005 Velocidad de secado en el talud este de la pila (%/h) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 0,001 0,001 0,003 0,001 0,001 0,001 0,002 0,004 0,001 0,001 0,002 0,002 0,004 �09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,001 0,001 0,002 0,003 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,003 0,003 0,005 0,007 0,008 0,009 0,009 0,008 0,004 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,004 0,005 0,008 0,011 0,012 0,013 0,013 0,012 0,006 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,003 0,005 0,007 0,010 0,014 0,016 0,018 0,017 0,017 0,008 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,004 0,006 0,008 0,013 0,018 0,020 0,022 0,022 0,021 0,010 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,005 0,008 0,010 0,015 0,021 0,024 0,027 0,026 0,025 0,012 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,006 0,009 0,012 0,018 0,025 0,028 0,031 0,030 0,029 0,014 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,007 0,010 0,013 0,021 0,028 0,032 0,036 0,034 0,033 0,016 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,008 0,011 0,015 0,023 0,032 0,036 0,040 0,038 0,037 0,018 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,008 0,012 0,016 0,025 0,034 0,039 0,044 0,042 0,040 0,020 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Tabla 15. Valores de la velocidad de secado desde la base hasta la superficie del talud oeste. Alturas a las cuales se determinaron los valores de la velocidad de secado (m) Hora del día 0,000 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,486 0,971 1,457 1,942 2,428 2,913 3,399 3,884 4,370 4,758 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,016 0,034 0,038 0,043 0,041 0,040 0,038 0,037 0,034 0,032 0,030 0,029 0,026 0,024 0,020 0,017 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,018 0,037 0,042 0,046 0,045 0,043 0,042 0,040 0,037 0,035 0,033 0,031 0,028 0,026 0,022 0,019 Velocidad de secado en el talud oeste de la pila (%/h) ANEXO 14 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,004 0,004 0,005 0,005 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,003 0,003 0,003 0,003 0,002 0,002 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,004 0,008 0,008 0,009 0,009 0,009 0,009 0,008 0,008 0,007 0,007 0,006 0,006 0,005 0,005 0,004 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,005 0,011 0,013 0,014 0,014 0,013 0,013 0,012 0,012 0,011 0,010 0,010 0,009 0,008 0,007 0,006 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,007 0,015 0,017 0,019 0,018 0,018 0,017 0,016 0,015 0,014 0,014 0,013 0,012 0,010 0,009 0,008 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,009 0,019 0,021 0,024 0,023 0,022 0,021 0,020 0,019 0,018 0,017 0,016 0,015 0,013 0,011 0,009 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,011 0,023 0,025 0,028 0,028 0,027 0,026 0,025 0,023 0,021 0,020 0,019 0,017 0,016 0,014 0,011 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,013 0,026 0,030 0,033 0,032 0,031 0,030 0,029 0,027 0,025 0,024 0,022 0,020 0,018 0,016 0,013 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,015 0,030 0,034 0,038 0,037 0,035 0,034 0,033 0,031 0,028 0,027 0,026 0,023 0,021 0,018 0,015 �SIMULACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA Y HUMEDAD a) b) Figura 1. Simulaciones computacionales realizadas para la pila de menas lateríticas considerada. a): distribución de temperatura del material; b): distribución de humedad del material ANEXO 15 �TIPOS DE OPTIMIZACIÓN UTILIZADOS EN LAS INVESTIGACIONES QUE SE DESARROLLAN EN EL ÁREA DE LAS INGENIERÍAS De acuerdo con la bibliografía consultada (Legrá y Silva, 2011) el enfoque clásico de la optimización plantea que un problema de optimización matemática está dado por: a. Una función objetivo z = f(x) donde X representa un conjunto de n variables independientes {x1, x2,…, xn}. b. Un conjunto de k restricciones Gi(x) relación 0, donde i = 1, 2,…, k y además se cumple que la {0, >, <, ≤, ≥}. c. La necesidad de encontrar un conjunto S de valores de X tales que satisfagan las relaciones Gi(x) y se obtenga como resultado el valor máximo o mínimo de la función objetivo f(x). El enfoque flexible de la optimización y que se ajusta mejor a la diversidad de problemas que hoy día formulan los ingenieros asume que la tercera condición [el inciso “c”] se exprese como sigue: La necesidad de encontrar un conjunto S de valores de X tales que satisfagan las relaciones Gi(x) y que al evaluarlo en la función objetivo se obtenga como resultado un valor Z que esté por encima o por debajo de cierta cota de optimización (solución satisfactoria). Gráficamente, estos dos enfoques de optimización se ilustran en la Figura 1. Figura 1. Enfoques de optimización empleados en las investigaciones tecnológicas. En este trabajo se emplea el segundo enfoque de optimización (el flexible) debido a las características del parámetro del proceso que se desea optimizar y porque brinda la posibilidad de encontrar un conjunto de soluciones factibles para la implementación práctica del objeto de estudio. �ANEXO 16 VALORES Y COMPORTAMIENTOS DE LOS PARÁMETROS OBTENIDOS EN LA OPTIMIZACIÓN DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA PILA DE MINERALES Y C10-10 Cn-1 C10-9 Cn C10-8 C10-7 C10-6 C10-5 C10-4 C10-3 C10-2 C10-1 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k 7 k 8 k9 k10 k11 k12 k13 k14 k15 k16 k17 kn-1 kn X Figura 1. Representación de los cortes k1, k2,… , kn y los sectores C10-1, C10-2,… , Cn que se forman al dividir la superficie de captación solar de la pila de menas lateríticas. lj Y Yj+1 j -bo/2 Yj xj Xm xj +1 dxj 0 bo/2 X �Figura 2. Esquema estructural para el cálculo de los parámetros j y l j. Tabla 1. Valores calculados para los dos criterios de optimización considerados. AT (grados) 20 25 25 30 30 30 35 35 35 35 40 40 40 40 40 45 45 45 45 45 45 50 50 50 50 50 50 50 55 55 55 55 55 AM (grados) 20 20 25 20 25 30 20 25 30 35 20 25 30 35 40 20 25 30 35 40 45 20 25 30 35 40 45 50 20 25 30 35 40 DR (J/m2 · día) 598 576,32 598 652,95 581 058,74 595 181,70 578 915,22 555 509,63 583 352,14 563 517,12 533 696,57 493 282,09 573 993,01 554 553,65 529 494,90 493 579,48 455 950,71 563 910,32 545 815,24 522 536,87 491 829,58 453 850,63 413 449,54 552 010,17 531 493,59 506 258,14 476 482,24 437 415,06 390 774,34 337 347,07 540 268,91 519 226,23 494 601,41 465 385,35 430 655,70 RT (J/día) 485 471 621,20 487 041 100,78 488 623 627,13 487 094 118,27 488 526 352,48 488 867 411,66 480 949 373,91 478 867 615,74 471 497 409,03 458 945 337,11 477 240 543,17 475 547 430,38 471 554 672,25 461 188 023,62 453 621 953,78 473 292 955,83 473 070 846,91 470 425 542,53 463 747 893,19 453 654 425,70 445 623 031,30 468 186 338,71 466 295 602,49 461 769 795,55 455 030 215,78 441 722 338,84 423 357 465,14 399 981 191,25 463 635 939,98 461 862 359,39 458 075 224,73 451 512 586,57 441 411 116,91 AT (grados) 55 55 55 60 60 60 60 60 60 60 60 60 65 65 65 65 65 65 65 65 65 65 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 AM (grados) 45 50 55 20 25 30 35 40 45 50 55 60 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 DR (J/m2 · día) 388 937,80 339 659,23 291 975,00 530 678,19 506 376,20 481 680,37 453 584,75 421 460,48 383 106,34 339 583,10 290 830,83 245 158,33 515 428,64 491 863,43 464 671,14 435 457,94 404 227,22 370 479,17 326 923,11 280 218,19 228 064,76 175 518,25 502 317,26 476 568,97 448 926,91 420 604,40 389 778,36 356 663,40 318 520,24 277 598,79 229 776,98 178 402,08 134 783,89 RT (J/día) 426 255 493,01 405 016 333,08 387 957 817,31 461 494 555,97 457 575 363,55 454 064 884,32 448 459 162,56 440 283 757,61 427 245 978,64 410 266 344,19 388 887 045,05 373 685 977,38 455 131 137,25 452 608 799,79 447 145 363,33 440 298 192,71 432 269 922,01 422 794 496,19 403 220 622,87 380 410 096,28 350 119 456,06 316 522 196,81 451 584 030,56 448 005 532,36 442 646 982,16 436 832 794,26 428 884 245,42 419 104 496,58 404 166 805,50 386 427 789,33 359 152 870,50 324 388 643,63 300 342 246,96 Tabla 2. Valores calculados para los tres criterios de optimización considerados. AT (grados) 20 25 25 30 30 30 35 35 35 35 40 40 40 40 AM (grados) 20 20 25 20 25 30 20 25 30 35 20 25 30 35 CT (J/día) 332 582 624,68 333 661 144,90 334 814 479,91 334 105 021,86 334 748 857,67 335 112 042,89 331 376 873,69 328 448 738,55 323 655 438,95 315 500 325,13 330 069 790,95 327 103 801,28 323 715 395,64 316 976 370,11 PVS (%) 84,68 83,86 81,82 81,97 80,01 77,51 80,15 77,51 74,22 72,15 79,74 76,02 72,20 69,36 VMS (m3) 318,92 355,09 394,76 379,36 427,45 463,03 398,21 449,68 486,41 522,72 420,19 472,58 511,73 548,29 AT (grados) 55 55 55 60 60 60 60 60 60 60 60 60 65 65 AM (grados) 45 50 55 20 25 30 35 40 45 50 55 60 20 25 CT (J/día) 293 804 952,35 279 759 699,19 268 495 387,79 324 263 650,35 319 676 438,83 315 569 335,46 310 393 571,91 303 850 568,90 294 460 304,45 283 245 203,64 269 119 160,29 259 126 964,39 321 155 448,81 317 706 228,41 PVS (%) 54,80 48,78 45,77 76,13 70,75 66,10 61,66 56,88 52,52 47,21 41,51 39,76 75,07 69,69 VMS (m3) 667,86 656,30 676,29 476,42 540,50 594,72 638,38 667,18 690,45 690,69 672,90 712,57 486,26 555,39 �40 45 45 45 45 45 45 50 50 50 50 50 50 50 55 55 55 55 55 40 20 25 30 35 40 45 20 25 30 35 40 45 50 20 25 30 35 40 312 096 639,64 328 595 041,57 326 387 319,21 323 232 441,45 318 639 359,58 312 114 664,68 306 917 583,91 326 505 284,39 323 146 356,47 318 353 169,93 312 940 857,76 304 024 882,97 291 906 426,71 276 361 462,78 324 667 532,04 321 224 561,52 316 977 220,31 311 285 407,30 303 790 003,35 66,47 78,29 74,09 70,68 67,57 63,53 62,63 77,52 73,32 68,96 65,42 60,99 56,79 50,69 76,76 72,06 67,53 63,20 58,79 577,11 433,98 488,97 536,49 576,63 600,25 648,01 449,20 510,32 556,56 598,34 622,32 639,50 625,09 462,99 526,36 576,50 616,14 644,38 65 65 65 65 65 65 65 65 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 30 35 40 45 50 55 60 65 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 312 408 914,86 306 226 753,94 299 497 657,35 292 196 060,05 278 404 880,04 263 262 500,06 243 091 230,83 220 608 568,41 320 044 251,81 316 069 425,51 310 873 365,16 305 491 503,70 298 733 005,66 290 993 609,18 279 757 226,85 267 197 598,25 249 078 382,34 225 912 807,72 209 922 058,23 64,80 59,40 54,89 50,48 44,61 39,11 33,58 29,39 74,42 69,13 63,52 58,45 53,37 48,70 43,34 38,26 32,88 27,92 27,51 612,94 651,58 687,52 714,50 708,79 694,97 666,31 652,05 498,16 573,71 630,53 678,29 712,97 741,68 747,84 745,83 724,05 696,44 782,03 Simbología empleada en las Tablas 1 y 2 del Anexo 16 AT y AM: ángulo tangencial y ángulo maximal; grados sexagesimales. DR: densidad de radiación; J/m2 · día. RT y CT: radiación total y calor total; J/día. PVS y VMS: porcentaje de mineral secado y volumen de mineral secado; % y m3. Observación: se emplean AT y AM en lugar de t y m para facilitar la realización de los gráficos. Figura 3. Comportamiento de la densidad de radiación recibida en la superficie de la pila. �Figura 4. Comportamiento de la radiación total recibida en la superficie de la pila. Área de exposición (m2) 2000 AT = 15º AT = 20º 1800 AT = 25º 1600 AT = 30º 1400 AT = 35º AT = 40º 1200 AT = 45º 1000 AT = 50º 800 AT = 60º AT = 55º AT = 65º 600 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Ángulo maximal (grados sexagesimales) Figura 5. Comportamiento del área de exposición de la pila en función de los ángulos maximal y tangencial. �Volumen (m3) 2500 AT = 15º 2200 AT = 20º 1900 AT = 25º AT = 30º 1600 AT = 35º 1300 AT = 40º 1000 AT = 45º AT = 50º 700 AT = 55º 400 AT = 60º AT = 65º 100 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Ángulo maximal (grados sexagesimales) Figura 6. Comportamiento del volumen de material expuesto a secado natural en función de los ángulos maximal y tangencial. ANEXO 17 RESULTADOS ECONÓMICOS DERIVADOS DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL SECADO NATURAL EN LAS EMPRESAS PRODUCTORAS DE NÍQUEL Tabla 1. Productividad y consumo de petróleo de los secaderos térmicos convencionales de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” de Moa durante la prueba de secado. Material procesado sin secado natural H(P) = 38,10 % Productividad de los secaderos (t/h) Menos de 90 91-95 96-100 101-105 106-110 111-115 116-120 Total Turnos de trabajo (No.) 04 08 05 10 02 29 (%) Cantidad procesada Petróleo consumido (t) (t) 14 9 751 328 28 22 067 711 17 15 005 468 34 29 041 823 07 6 725 191 Productividad promedio: 97 t/h Índice de producción: 32,8 t/t 100 Fuente: Estenoz et al., 2007c. 82 589 2 521 Material procesado con secado natural H(P) = 35,27 % Turnos de trabajo (No.) 07 04 02 02 15 (%) Cantidad procesada Petróleo consumido (t) (t) Productividad promedio: 110 t/h Índice de producción: 34,2 t/t Se reduce el CEP en 1,3 kgp/tm 47 20 717 613 27 12 057 349 13 5 869 176 13 5 555 154 100 44 198 1 292 Observación: CEP es el consumo específico de petróleo. �Tabla 2. Incidencia de la humedad del material en el consumo de combustible de los secaderos térmicos convencionales de la empresa “Comandante René Ramos Latour” de Nicaro. Cantidad de menas lateríticas procesadas en la prueba de secado: 195 173 toneladas Meses en que se realizó la prueba de secado Enero Febrero Marzo Abril Mayo Material procesado sin secado natural Material procesado con secado natural H(P) = 32,86 % H(P) = 31,46 % Humedad del material a la entrada de los secaderos (%) 32,20 32,70 33,56 33,13 32,69 Consumo de combustible en los secaderos (t) 23 250 21 686 22 679 21 722 22 855 Humedad del material a la entrada de los secaderos (%) 32,46 31,61 30,95 30,56 31,71 32,86* 112 192 31,46* Total Consumo de combustible en los secaderos (t) 23 704 19 496 21 719 21 942 22 521 109 382 Tabla 3. Impacto económico de la implementación del secado natural de las menas lateríticas en el sistema de transporte de la empresa “Comandante René Ramos Latour”. Carga circulante, carga improductiva y combustible perdido durante el transporte por ferrocarril de las menas lateríticas desde la mina de la empresa hasta la planta de secaderos Meses en que se realizó la prueba de secado Enero Febrero Marzo Abril Mayo Total Material procesado sin secado natural Material procesado con secado natural H(P) = 32,86 % H(P) = 31,46 % Carga circulante (t) 20 118 9 714 6 138 6 642 12 517 Carga improductiva (%) 10,40 7,04 6,03 5,01 9,03 Combustible perdido (litros) 40 236 19 428 12 276 13 284 25 034 Carga circulante (t) 8 760 3 868 5 777 3 366 6 755 Carga improductiva (%) 8,10 6,40 5,80 3,90 7,70 Combustible perdido (litros) 17 520 7 736 11 554 6 732 13 510 55 129 7,502* 110 258 28 526 6,38* 57 052 Observación para las Tablas 2 y 3 del Anexo 17: * corresponde al valor promedio, no al total. Simbología empleada en las Tablas 1; 2 y 3 del Anexo 17 H(P): humedad promedio de las menas lateríticas a la entrada de los secaderos convencionales; %. Con la implementación del proceso de secado natural de las menas lateríticas en la empresa “Comandante René Ramos Latour” se alcanzó, en el sistema de transporte por ferrocarril, una productividad de 51 toneladas por vagón de las 34 que se tiene planificada. Lo anterior produjo un incremento en la cantidad de menas lateríticas transportadas y, por consiguiente, se obtuvieron ahorros económicos por concepto de consumo de combustible de las locomotoras utilizadas para el transporte del material desde la mina de Pinares de Mayarí hasta la referida empresa. �� 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 Modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas Creator An entity primarily responsible for making the resource Yoalbis Retirado Mediaceja Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa 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 2012 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/cd93889721194e48dac9089c214a568d.pdf 16aed1292018d95a240201a1604cbc63 PDF Text Text FOLLETO MODELO PARA LA APLICACIÓN DEL SISTEMA DE COSTO ABC A PROCESOS INDUSTRIALES Lic. YAMILKA BLANCO GARCÍA Lic. NANCY ALMAGUER LAURENCIO �MODELO PARA LA APLICACIÓN DEL SISTEMA DE COSTO ABC A PROCESOS INDUSTRIALES Autores: Lic. Yamilka Blanco García Lic. Nancy Almaguer Laurencio Editorial Digital Universitaria, Moa �Página legal Título de la obra: Modelo para la aplicación del sistema de costo ABC a procesos industriales, 26 págs Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 978-959-16-2423-9 1. Autores: Lic. Yamilka Blanco García Lic. Nancy Almaguer Laurencio 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: M. Sc Niurbis La Ó Lobaina Corrección: 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 Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: https://repoedum.ismm.edu.cu �Introducción En la actualidad el Estado demanda profesionales de las ciencias contables y financieras que contribuyan con eficacia al control y la planificación de las actividades económicas y financieras de cualquier nivel o sector del mercado nacional. En este aspecto se deben considerar como prioridades la administración estatal y los sectores de la economía nacional. El Ministerio de Educación Superior ha encaminado un proceso de perfeccionamiento constante, del cual la Carrera de Contabilidad y Finanzas no ha estado exenta; para ello, ha tenido presente la conjugación entre los conocimientos que aporta la ciencia en particular, con la práctica; interrelación que conlleva al desarrollo de conocimientos científico- técnicos para la formación de un profesional competente. El actual orden económico y social, impuesto por el modo de producción capitalista a la sociedad, es insostenible. La crisis económico-financiera obliga a los países a dar óptimo uso a sus factores de producción y Cuba se encuentra en un proceso de reordenamiento económico como respuesta a la recesión que vive el mundo. La aplicación, cálculo y análisis del costo de producción constituyen un elemento indispensable para la correcta dirección económica, lo que condiciona el carácter social de la producción y el principio de distribución sobre la base de la cantidad y calidad del trabajo aportado. Para cualquier sistema de dirección constituye un factor fundamental, asegurar el papel del costo tanto en la planificación, como en la dirección de la empresa a través de mecanismos efectivos y ágiles que posibiliten su cálculo con elevado grado de confiabilidad. El costo como herramienta de dirección debe facilitar la valoración de posibles decisiones a tomar y permitir que se seleccione la de mayor beneficio con un mínimo de gastos; además de reducir el riesgo en la toma de decisiones en situaciones coyunturales de mercado o acciones impostergables de carácter nacional. Constituye también un indicador del aprovechamiento de los recursos materiales, financieros y humanos en el proceso productivo que refleja el efecto de las desviaciones respecto de lo previsto y asegura una correcta planificación de los mismos; para lograr esto, se requiere de una perfecta voluntad y estilo de dirección que utilice el costo como un verdadero instrumento rector, además de establecer una adecuada base metodológica y de registro donde se analice su comportamiento durante un período determinado y se compare lo que se hizo, con lo previsto en determinadas circunstancias. Objetivo fundamental del material didáctico elaborado: Capacitar a docentes y estudiantes sobre el sistema de contabilidad de costos ABC (Activity Based Costing), el cual se ha ajustado excelentemente a las empresas de la rama industrial de Estados Unidos y Europa y se expande a otros países de Asia, América Latina, y hacia otros sectores de la 1 �economía como servicios (hospitales, bancos, etcétera) de modo que se puedan tomar decisiones administrativas que propicien el logro de mayor eficiencia económica. ANTECEDENTES DE LOS COSTOS ABC Según Johnson y Kaplan los Sistemas de Costos Basados en Actividades (ABC) no han supuesto nada más, que la vuelta a los orígenes de la contabilidad de costos. Esta aseveración se fundamenta en que la contabilidad de costos nació científicamente, pareja a la Revolución Industrial y como consecuencia de que la producción empezó a desarrollarse dentro de un mismo recinto y bajo la supervisión directa del empresario. La necesidad del empresario de conocer el desempeño en las distintas tareas que realizaba para fabricar los productos, hizo que, en sus comienzos, la contabilidad de costos estuviese dirigida principalmente a conocer las actividades que se desarrollaban en la organización. La complejidad cada vez mayor de los procesos productivos y la falta de medios técnicos e informáticos fueron los factores que provocaron que la contabilidad de costos se preocupe cada vez menos de las actividades como núcleo del cálculo de costos y más de las diferentes partes de la organización al frente de los cuales fueron apareciendo responsables de la gestión. Justificándose así, el auge tradicional de los costos por departamentos. Si bien en la década del 70 aparecen las primeras publicaciones sobre Costeo Basado en Actividades, no se conocen aplicaciones de este sistema hasta la década del 80, en que el desarrollo de la informática pone a disposición de las empresas los medios para obtener y procesar más fácilmente información clave para su implementación. A partir de los años 80, comienza a proliferar la literatura sobre este tema, tal es el caso de la obra “The Goal”, de los autores E. Goldratt y J. Cox (1984) donde se critican las fallas del costeo tradicional, dando paso en los años siguientes, a una nueva corriente de pensamiento en cuanto a los métodos para calcular costos y determinar precios. En estos años el mercado mundial se enfrentó al cambio de filosofía de negocios con un enfoque globalizador apoyado en los avances tecnológicos cuyo objetivo es obtener productos competitivos, minimizar costos de producción y responder oportunamente a las necesidades específicas del cliente. Dado este fenómeno, el profesor Robert S. Kaplan (1986) de la Harvard Business School, propone la metodología ABC que se fundamenta en una hipótesis básica: las distintas actividades que se desarrollan en las empresas son las que consumen los recursos y las que originan los costos, no los productos. Estos solo demandan las actividades necesarias para su obtención. �Lógicamente para establecer un sistema, se hace necesario primero definir cuál será el enfoque para la acumulación de los costos que se seguirá en una entidad para poder diseñar el mismo. En los sistemas tradicionales se vienen utilizando: área de responsabilidad, centros de costos, departamentos, entre otros, los cuales también son utilizados por algunos investigadores en los modelos ABC, pero tienen características muy particulares que no son las más adecuadas para la gestión estratégica de las actividades. Esta cuestión exige adentrarse primero en algunos aspectos relacionados con la gestión de procesos, enfoque que se tomará como referencia en este material, siguiendo el punto de vista de Cooper (1995) y Thrischler (1998) de orientar la gestión de las actividades de las organizaciones hacia los procesos. FUNDAMENTOS DEL MÉTODO ABC El método ABC analiza las actividades de los departamentos indirectos (de soporte) dentro de la organización para calcular el costo de los productos terminados y analiza las actividades porque reconoce dos verdades simples pero evidentes: 1. No son los productos sino las actividades las que causan los costos; 2. Son los productos los que consumen las actividades. El método ABC consiste en asignar los gastos indirectos de fabricación a los productos siguiendo los pasos descritos a continuación: 1. Identificación y análisis, por separado, de las distintas actividades de apoyo que proveen los departamentos indirectos; 2. Asignación a cada actividad de los costos que les corresponden, creando así agrupaciones de costo homogéneas en el sentido de que el comportamiento de todos los costos de cada agrupación es explicado por la misma actividad; 3. Ya que todas las actividades han sido identificadas y sus respectivos costos agrupados, entonces se deben encontrar las "medidas de actividad" que mejor expliquen el origen y variación de los gastos indirectos de fabricación. MEDIDAS DE ACTIVIDAD Son medidas competitivas que sirven como conexión entre las actividades y sus gastos indirectos de fabricación respectivos y que pueden relacionar �también con el producto terminado. Cada "medida de actividad" debe estar definida en unidades de actividad perfectamente identificables. Las medidas de actividad son conocidas como "COST DRIVERS", término cuya traducción en castellano aproximada sería la de "origen del costo" porque son precisamente los "cost drivers" los que causan que los gastos indirectos de fabricación varíen; es decir, mientras más unidades de actividad del "cost driver" específico identificado para una actividad dada se consuman, entonces mayores serán los costos indirectos asociados con esa actividad. Como ejemplo de “cost drivers” se pueden mencionar: a. Número de t de carnes producidas; b. Número de t de mercancías transportadas. De esta manera, se les asigna un costo mayor a aquellos productos que hayan demandado más recursos organizacionales, y dejarán de existir distorsiones en el costo de los productos causados por los efectos de promediación de un sistema tradicional de asignación de costos que falla en estudiar las verdaderas causas del comportamiento de los gastos indirectos de fabricación y que, por ello, los prorratea utilizando bases de asignación arbitrarias como las horas de mano de obra directa. El sistema tradicional no identificó, ni estudió, ni analizó las causas de fondo del origen y variaciones de los gastos indirectos de fabricación. El método ABC sostiene que cada renglón de los gastos indirectos de fabricación está ligado a un tipo de actividad específica y es explicado por lo tanto por una "Medida de Actividad" diferente, dicho de otro modo, lo que explica el comportamiento de los costos de los departamentos indirectos (considerados la mayoría de ellos como fijos según el pensamiento contable tradicional), son las distintas transacciones o actividades que consumen de ellos los productos terminados en su elaboración. MODELO PROPUESTO PARA LA APLICACIÓN DEL SISTEMA ABC A PROCESOS INDUSTRIALES Propuesta del Sistema ABC que consta de tres pasos, los que posteriormente serán desglosados en tareas para poder comprender en detalles la secuencia lógica del modelo. El modelo general se representa en la tabla 1. �Tabla 1. Modelo para la aplicación del sistema ABC ETAPAS Análisis de los procesos PASOS CÓDIGO Análisis del diseño de los procesos y actividades PII1.1 Diseño o rediseño de los procesos Análisis de las actividades primarias y Identificación de los elementos de apoyo del costo de cada proceso Elección de los inductores Cálculo del costo de las actividades primarias y de apoyo Determinación del costo de los Asignación del costo de las actividades procesos operativos de apoyo a las primarias Asignación del costo de las actividades a los procesos operativos PII1.2 PII2.1 PII2.3 PII3.1 PII3.2 PII3.3 Fuente: Lic. Pérez Falco, G.: “Sistema de costo ABC. Una propuesta para procesos industriales" en Contribuciones a la Economía, junio 2007. DESPLIEGUE DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA EN EL MODELO DISEÑADO Etapa I: Análisis de los procesos Esta etapa se desarrolla con el fin de seleccionar los procesos de la empresa, determinando los subprocesos que lo integran y las actividades implicadas, teniendo en cuenta lo siguiente: 1. Análisis preliminar del diseño de los procesos Para realizar el análisis preliminar del diseño de los procesos, es necesario formar un equipo de trabajo interdisciplinario para lo cual se tendrá en cuenta el Método de Expertos descrito por Goicoechea (1982) y Sánchez (1984), compuesto por no más de siete personas según Trischler (1998); Amozarrain (1999), Zaratiegui (1999). Para la selección de expertos se utilizará el coeficiente de competencia K, el cual se calcula de acuerdo con la opinión del candidato sobre su nivel de conocimiento acerca del problema que se está resolviendo y con las fuentes que le permiten argumentar sus criterios. Posteriormente se pasa a identificar los procesos para lo cual se utilizará el Método Delphi, como método de expertos que facilitará el trabajo del equipo ejecutivo seguido de la selección de los procesos operativos, estratégicos y de apoyo definiendo la relación de los mismos con los objetivos estratégicos �de la organización. Esta selección se realiza con la intención de hacer un análisis más detallado desde el punto de vista del sistema. Esta tarea concluye con la designación del responsable de cada proceso. 2. Diseño o rediseño de los procesos Para cada uno de estos elementos se realiza un estudio exhaustivo que culminará con el análisis del valor añadido de cada proceso. Se comenzará el análisis con la constitución del equipo de trabajo el cual será seleccionado por el responsable del proceso quienes elaborarán una ficha técnica para cada proceso y determinarán los subprocesos. Posteriormente se determinan las actividades a través de entrevistas con los trabajadores y se elabora el diccionario de actividades. Etapa II: Identificación de los elementos del costo de cada proceso En esta etapa se identifican los elementos del costo de cada proceso o actividad teniendo en cuenta que las actividades son ahora el centro del modelo. 3. Análisis de actividades primarias y de apoyo En esta tarea, las actividades serán clasificadas a partir de los criterios de Porter (1985) y se identificarán los inputs y outputs de cada una de las actividades primarias y secundarias, es decir, las entradas necesarias para que comience cada actividad y las salidas que se obtienen de cada una de ellas y que implica al recurso consumido por parte de la misma. 4. Elección de los inductores de costo La selección de los inductores más adecuados está en función del parámetro que más influye en la variación de los costos. Su obtención se realiza mediante dos formas: una cuantitativa y otra cualitativa. En el primer caso se genera a través del sistema informativo actual y en el segundo caso se obtiene con el método de expertos, por lo que deberá ser incluido en el sistema informativo. Etapa III: Determinación del costo de los procesos En este paso se elabora el procedimiento para el cálculo del costo de los procesos, el cual contiene el cálculo del costo de las actividades. �1. Cálculo del costo de las actividades primarias y de apoyo; 2. Asignación del costo de las actividades de apoyo a las primarias; 3. Asignación del costo de las actividades a los procesos operativos. APLICACIÓN EXPERIMENTAL DEL MODELO PROPUESTO EN LA PRESTACIÓN DE SERVICIOS Paso I: Localización de los procesos Después que cada experto selecciona las características por las que considera cumplir con los requisitos para ello y las fuentes de sus conocimientos se obtienen los siguientes resultados: Tabla 2: Puntuaciones de cada experto evaluado EXPERTOS EVALUADOS Director de UEB Dirección Comercial Director UEB 2 Gastronomía Director UEB Hotelería Jefe de Grupo de ATM Director Económico Jefe de Grupo Control de la Producción PUNTUACIÓN 0,9135 0,9230 0,9125 0,8536 0,9035 0,9580 Como se puede ver en la tabla anterior, todos los evaluados obtienen una puntuación mayor a 80 %, por tanto, permite avalarlos como expertos. El sistema continúa con la identificación de los procesos potenciales los cuales son priorizados posteriormente siguiendo los criterios definidos anteriormente y los resultados se muestran en la Tabla 3. El proceso productivo en la empresa se realiza a través de tres servicios fundamentales (Alimentación, Hospedaje y Transporte de Personal), para ello se realizan varios procesos. �Tabla 3: Listado de los Procesos seleccionados Gastronómico Transportación Alojamiento Gestión de Recursos Humanos Gestión Económico Financiera Gestión Logística Servicios Técnicos Gestión Apoyo a los Servicios Una vez determinada la concordancia de expertos, se clasifican los procesos en operativos, estratégicos y de apoyo, lo que se muestra a continuación. Tabla 4: Clasificación de los Procesos OPERATIVOS ESTRATÉGICOS APOYO Gastronómico Gestión de Recursos Humanos Servicios Apoyo Transportación Gestión Económico Financiera Servicios Técnicos Alojamiento Gestión Logística Seguidamente se designa el responsable de cada proceso el cual se encargará del desarrollo de las tareas posteriores. La validación del sistema prosigue con la constitución del equipo de trabajo para delimitar procesos y subprocesos y posteriormente seleccionar las actividades de cada proceso. La identificación de las actividades se realiza según los criterios de clasificación de Porter (1985) definidos anteriormente. Esta clasificación se realiza a través de entrevistas sistemáticas con los empleados, pues poseen la experiencia práctica y por tanto, son un elemento clave a tener en cuenta. Una muestra de las actividades seleccionadas se presenta en la Tabla 5. �Tabla 5. Listado de Actividades NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 ACTIVIDAD Elaborar alimentos Distribuir y transportar alimentos Prestar servicios Fregar utensilios Trasladar trabajadores Limpieza de vehículos Dar mantenimiento a vehículo Programar y controlar rutas Abastecer el vehículo Recaudar efectivo Recepción y reservación Limpieza y avituallamiento Elaborar alimentos Prestar servicio Restaurant Bar Cafetería Planear y controlar salario Realizar estudios de capacidad y carga Realizar acciones de capacitación Gestionar comunicación Administrar y controlar Registrar operaciones Conciliar con proveedores Gestionar cobros y pagos Elaborar y controlar planes Elaborar y controlar precios Elaborar informes estadísticos Solicitar ofertas Solicitar contrato de servicio o compras Asegurar materias primas y materiales Transportar las mercancías Almacenar Distribuir los materiales Gestionar software y redes Auditar sistemas y subsistemas Gestionar marco legal y contractual Planear y controlar inversiones Gestionar seguridad y salud al obrero Gestionar calidad del servicio Planificar y controlar portadores energéticos Elaborar dulces, cakes y panes Producir viandas, hortalizas y vegetales Producir cerdos, ovejos y aves Servicios de impresión Tapizar muebles y vehículos Recoger desechos sólidos Limpiar locales y áreas exteriores Servicio, Mantenimiento civil e industrial �Paso II: Identificación de los elementos del costo de cada proceso Para el análisis del valor añadido se aplican los criterios de Porter (1985) tratados en el diseño del modelo, además de realizar la identificación de las actividades primarias y de apoyo, paso que da continuidad al modelo. Los resultados de muestran en la Tabla 6. Tabla 6. Clasificación de las Actividades CRITERIO NO ACTIVIDAD 1 Elaborar alimentos 2 Distribuir y transportar alimentos 3 Prestar servicios 4 Fregar utensilios 5 Trasladar trabajadores 6 Limpieza de vehículos PRIMARIA X X X X X X X X X X X 7 Dar mantenimiento a vehículo 8 Programar y controlar rutas 9 Abastecer el vehículo 10 Recaudar efectivo 11 Recepción y reservación 12 Limpieza y avituallamiento 13 Elaborar alimentos Prestar servicio, Restaurant Bar 14 Cafetería 15 Planear y controlar salario 16 Realizar estudios de capacidad y carga 17 Realizar acciones de capacitación 18 Gestionar comunicación 19 Administrar y controlar 20 Registrar operaciones 21 Conciliar con proveedores 22 Gestionar cobros y pagos 23 Elaborar y controlar planes 24 Elaborar y controlar precios 25 Elaborar informes estadísticos 26 Solicitar ofertas 27 Solicitar contrato de servicio o compras 28 Asegurar materias primas y materiales 29 Transportar las mercancías 30 Almacenar 31 Distribuir los materiales 32 Gestionar software y redes 33 Auditar sistemas y subsistemas 34 Gestionar marco legal y contractual APOYO X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X �X X X 35 Planear y controlar inversiones 36 Gestionar seguridad y salud al obrero 37 Gestionar calidad del servicio Planificar y controlar portadores 38 energéticos 39 Elaborar dulces, cakes y panes X X X X X X X X X 40 Producir viandas, hortalizas y vegetales 41 Producir cerdos, ovejos y aves 42 Servicios de impresión 43 Tapizar muebles y vehículos 44 Recoger desechos sólidos 45 Limpiar locales y áreas exteriores 46 Servicio, Mantenimiento civil e industrial La selección de los inductores más adecuados está en función de los parámetros que más influyen en la determinación de los costos y se realiza teniendo en cuenta la clasificación de los mismos: de transacción, intensidad y duración. Los resultados de esta selección conjuntamente con el costo de las actividades se muestran en la Tabla 7. Tabla 7. Inductores de Costo NO ACTIVIDAD 1 Elaborar alimentos Distribuir y transportar alimentos 2 3 Prestar servicio 4 Fregar utensilios Trasladar trabajadores 5 6 Limpieza de vehículos 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 CIP PRIMARIA APOYO X X X X X X Dar mantenimiento a vehículo Programar y controlar rutas Abastecer el vehículo Recaudar efectivo Recepción y reservación Limpieza y avituallamiento Elaborar alimentos Prestar servicio, Restaurant Bar Cafetería Planear y controlar salario Realizar estudios de capacidad y carga Realizar acciones de capacitación Gestionar comunicación Administrar y controlar Registrar operaciones Conciliar con proveedores X X X X X X X X INDUCTOR Cantidad de comensales Consumo combustible/Km recorridos Cantidad de comensales Cantidad de utensilios Cantidad de obreros Transportados Cantidad de vehículos Cantidad de vehículos (Reparados) Cantidad de controles realizados Cantidad de vehículos (Veces) Monto recaudado Cantidad de solicitud Cantidad de habitaciones Cantidad de raciones X Cantidad de comensales Cantidad de trabajadores X X X X X X Cantidad de estudios Acciones de capacitación Acciones de comunicación Acciones de control Cantidad de documentos Cantidad de conciliaciones �22 Gestionar Cobros y Pagos X Elaborar y controlar planes 23 24 Elaborar y controlar precios X X Elaborar informes estadísticos 25 26 Solicitar ofertas Solicitar contrato de servicio o 27 compras Asegurar materias primas y 28 materiales Transportar las mercancías 29 30 Almacenar Distribuir los materiales 31 32 Gestionar software y redes 33 Auditar sistemas y subsistemas Gestionar marco legal y 34 contractual 35 Planear y controlar inversiones Gestionar seguridad y salud al 36 obrero 37 Gestionar calidad del servicio Planificar y controlar portadores 38 energéticos 39 Elaborar dulces, cakes y panes Producir viandas, hortalizas y 40 vegetales 41 Producir cerdos, ovejos y aves 42 Servicios de impresión 43 Tapizar muebles y vehículos 44 Recoger desechos sólidos 45 Limpiar locales y áreas exteriores Servicio, mantenimiento civil e 46 industrial X X X X No exceder el % (Cualitativo) % de puntualidad de entrega (Cualitativo) Cantidad de inspecciones % de puntualidad de entrega (Cualitativo) Cantidad de solicitudes realizadas Cantidad de contratos en ejecución X X X Cantidad de surtidos (ton) Toneladas de mercancías transportadas Surtidos en almacén Toneladas de mercancías transportadas Tareas realizadas Cantidad de inspecciones X X Número de contratos Inversiones ejecutadas X X Obreros atendidos Cantidad de inspecciones % de puntualidad de entrega (Cualitativo) Cantidad de Unidades X X X X X X X X X X X Toneladas de viandas Toneladas de carnes Millar de modelos Cantidad de obras Cantidad de toneladas recogidas Cantidad de metros cúbicos Cantidad de Mantenimiento realizados Paso III: Determinación del costo de los procesos operativos Finalmente para la determinación del costo de los procesos operativos se continúa con el modelo propuesto. Una vez determinado el costo de las actividades, se realiza la asignación del costo de las actividades de apoyo a las primarias mediante la utilización del inductor que mejor refleje la relación causa – efecto: Consumo de Recursos Actividad de Apoyo - Actividad Primaria Este paso concluye con la asignación del costo de las actividades a los procesos operativos y se obtienen los resultados que aparecen en las Tablas 8 y 9. �Tabla 8: Total de costos tipos de procesos COSTO TIPO TOTAL DIRECTOS DIRECTOS PROCESO FIJOS TOTAL INDIRECTO INDIRECTO VARIABLES FIJOS Total general VARIABLES Apoyo 747490,5 188292,63 935783,13 3827907,9 809224,07 4637131,97 5572915,1 Estratégicos 85411,13 33890,63 119301,76 2514325,39 401065,78 2915391,17 3034692,93 Operativo 14089643,53 1052172,77 15141816,3 1065712,35 184386,44 1250098,79 16391915,09 Total general 14922545,16 1274356,03 16196901,19 7407945,64 1394676,29 8802621,93 24999523,12 Tabla 9: Costo por proceso y tipo de moneda Costo por proceso Costo Tipo Directos Total Directos Indirecto Proceso Moneda Fijos Apoyo CUC 29020,22 97777,79 126798,01 463054,58 396008,1 859062,68 985860,69 CUP 718470,28 90514,84 808985,12 3364853,32 413215,97 3778069,29 4587054,41 747490,5 188292,63 935783,13 3827907,9 809224,07 4637131,97 5572915,1 CUC 2479,48 9077,37 11556,85 377645,07 103870,64 481515,71 493072,56 CUP 82931,65 24813,26 107744,91 2136680,32 297195,14 2433875,46 2541620,37 85411,13 33890,63 119301,76 2514325,39 401065,78 2915391,17 3034692,93 CUC 5626968,06 528958,12 6155926,18 81399,24 102674,16 184073,4 6339999,58 CUP 8462675,47 523214,65 8985890,12 984313,11 81712,28 1066025,39 10051915,51 15141816,3 1065712,35 184386,44 1250098,79 16391915,09 16196901,19 7407945,64 1394676,29 8802621,93 24999523,12 Total Apoyo Estratégicos Total Estratégicos Operativo Variables Total Operativo 14089643,53 1052172,77 Total general 14922545,16 1274356,03 Fijos Total Indirecto Total general Variables Tabla 10: Total de costos de los procesos COSTOS DE LOS PROCESOS PROCESOS Alojamiento Gastronómico Gestión apoyo a servicios Gestión económico Financiera Gestión logística Gestión recursos Humanos Servicios técnicos Transportación Total general COSTO TIPO TOTAL TOTAL TOTAL DIRECTOS DIRECTOS INDIRECTO INDIRECTO GENERAL FIJOS VARIABLES FIJOS VARIABLES 2060329,6 303178,78 2363508,4 94477,49 14082,16 108559,65 2472068,1 10661823 284154,9 10945978 532983,47 140622,93 673606,4 11619585 747490,5 176009,84 923500,34 3728126,4 810516,27 3504,08 29288,93 397424,91 1088756,1 210011,9 99273,31 607436,81 610940,89 1188029,5 1217318,4 1016,75 1016,75 7436,67 7436,67 469766,08 1922667,7 1274356 16196901 332756,27 848205,42 385215,54 7407945,6 26196,13 65582,44 28391,15 1394676,3 358952,4 359969,15 913787,86 921224,53 413606,69 2336274,4 8802621,9 24999523 3504,08 29288,93 1452901,6 14922545 4538642,7 5462143 �Tabla 11: Total de costos de los procesos y tipo de moneda COSTO POR PROCESO MONEDA COSTO TOTAL CUC CUC DIRECTOS Alojamiento 778580,33 19812,8 798393,13 1584928,1 Gastronómico 4455403,5 135898,17 4591301,7 6490574,8 537708,23 7028283 11619585 Gestión Apoyo a Servicios Gestión Económico Financiera 125284,99 822295,24 947580,23 798215,35 3716347,4 4514562,8 5462143 80471,61 88746,85 1673674,9 2472068,1 81720,14 2255,55 526965,2 529220,75 610940,89 27360,27 926501,68 953861,95 1217318,4 45044,86 560,54 314363,75 314924,29 359969,15 138272,9 2857,42 780094,21 782951,63 921224,53 926799,57 26363,9 953163,47 995868,14 387242,79 1383110,9 2336274,4 6294281 1524651,8 7818932,8 9902620,1 1928,66 456,21 44588,65 Servicios Técnicos 4579,25 133693,65 Total general INDIRECTO 261527,77 263456,43 Gestión Logística Gestión Recursos Humanos Transportación DIRECTOS TOTAL GENERAL SERVICIO 1248,53 INDIRECTO TOTAL CUP CUP 7277970,1 17180590 Gráfico 1. Estructura del costo por proceso Una vez calculado el costo de cada actividad se puede proseguir con el cálculo del costo de los productos, servicios y clientes. No obstante con el cálculo del costo de las actividades, se pueden tomar decisiones en cuanto a: el costo de las actividades de la empresa, reducciones de costos basadas en el análisis de las actividades y decisiones sobre reducción, eliminación o división de determinadas actividades. 24999523 �DETERMINACIÓN DE COSTOS UNITARIOS EN EL PROCESO OPERATIVO  Servicios prestados Promedio en el proceso gastronómico Unidad (uno) MERIENDA 4327488 ALMUERZO 1269648 COMIDA 265824 TOTAL 5862960 Gastos de comedores $ 5 834 241,93 Costo unitario comensal = Gasto de comedores / (almuerzo + comida) Costo unitario comensal = 5 834 241.93 / (256 824 + 51 269 648) Costo unitario comensal = 0.959 centavos por comensal  Servicios prestados. transportación TRABAJADORES TRANSPORTADOS 1 430 600 Promedio de gastos en el proceso de GASTOS DE TRANSPORTACIÓN 2 336 274,4 Costo unitario Transp. Obrero = Gasto de Transporte / Trab. Transportado Costo unitario Transp. Obrero = 2 336 274,4 / 1 430 600 Costo unitario Transp. Obrero = 1.633 pesos por trabajador �Conclusiones: 1. El ABC constituye un potente sistema de gestión que se presenta como una alternativa a los sistemas tradicionales, en un intento de superar las deficiencias presentadas por estos en el cálculo de los costos y, como un sistema que ayuda en la gestión de acuerdo con las nuevas exigencias de información en las empresas modernas. 2. El ABC además de basarse en el análisis de las actividades y los costos tiene en cuenta otras variables críticas de éxito (calidad, innovación, tiempo, flexibilidad), abandona la visión por departamentos de la empresa, permite valorar y tomar decisiones relacionadas con otros objetos de costo diferentes a los productos y rastrea el consumo de los recursos que realizan los productos desde su concepción hasta su abandono. 3. El conocimiento de los trabajadores y en especial de la alta gerencia sobre las posibilidades que brinda el modelo ABC, es de especial atención en cada una de las organizaciones que vayan a aplicar este sistema. 4. El modelo diseñado puede ser aplicado a cualquier proceso industrial o de servicio. 5. El costo basado en las actividades fue diseñado y aplicado partiendo de las reglas para su instalación, teniendo en cuenta sus ventajas y desventajas en la prestación de servicios de gastronomía, transportación y hospedaje, como una herramienta de gestión de los costos que contribuye a una mejor toma de decisiones. . �Referencias bibliográficas 1. AMOZARRAIN, M. La gestión por procesos. España: Editorial Mondragón Corporación Cooperativa, 1999. 2. ARMENTEROS DÍAZ, MARTHA. ¨Obsoletos los sistemas de costos tradicionales. Cifras¨. (La Habana), (2) 5 – 10, Octubre 2000. 3. BAUJÍN PÉREZ, PILARÍN. Diseño y Validación del sistema de costo por actividades para el Sector Hotelero. 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Title A name given to the resource Modelo para la aplicación del sistema de costo ABC a procesos industriales Creator An entity primarily responsible for making the resource Yamilka Blanco García Nancy Almaguer Laurencio Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Folleto 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/6d19650ae3730d08605a06eb62353a6a.pdf ae5b43f7593256ae27cf66daa462fbc6 PDF Text Text TESIS Identidad masculina, prácticas homosocializadoras e infancia Víctor Hugo Pérez Gallo �Página legal Título de la obra: Identidad masculina, prácticas homosocializadoras e infancia, 151pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN: 1.Autor: Victor Hugo Pérez Gallo 2.Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: 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 �UNIVERSIDAD DE ORIENTE FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES CENTRO DE ESTUDIOS PARA EL DESARROLLO INTEGRAL DE LA CULTURA (CEDIC) IDENTIDAD MASCULINA, PRÁCTICAS HOMOSOCIALIZADORAS E INFANCIA. TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS SOCIOLÓGICAS Autor: VICTOR HUGO PÉREZ GALLO. Tutora: Prof. Titular. María Eugenia Espronceda Amor. Dra. C. Santiago de Cuba 2014 �ÍNDICE. Página. Introducción__________________________________________ 1 Capítulo I EL ESTUDIO DE LAS MASCULINIDADES EN EL ABORDAJE TEÓRICO DE LA SOCIOLOGÍA.________________________. 13 1.1 Enfoque de las masculinidades en el contexto de las Teorías Sociológicas.___________________________. 13 1.2 Un acercamiento a las masculinidades desde las teorías de género. Los estudios de masculinidades en América Latina y Cuba.______________________ . 25 1.3 La infancia, los estudios de masculinidades y la construcción de la identidad. ____________________. 42 CAPÍTULO II ASPECTOS METODOLÓGICOS DEL ABORDAJE DE LAS MASCULINIDADES. HOMOSOCIABILIDAD, IDENTIDAD DE GÉNERO Y PROCESOS DE RITUALIZACIÓN.__________. 50 2.1 La construcción de las masculinidades y la reproducción de la violencia de género _____________________________.50 2.2 Propuesta metodológica para el abordaje de las masculinidades_________________________________. 54 2.3 Las masculinidades: prácticas identitarias, asignación de máscaras y rituales de homosocialización.___________. 76 �CAPITULO III LA CONSTRUCCIÓN DE LA IDENTIDAD MASCULINA EN LA INFANCIA: LOS CONSEJOS POPULARES DE ARMANDO MESTRE Y CARIBE. ESTUDIOS DE CASOS._______________________________. 87 3.1 Minería e Identidad Masculina. Abordaje de la problemática de la sociabilidad masculina en el contexto de Moa.___________________________________. 87 3.2 Los estereotipos de género construidos en la infancia a través de los juegos y los discursos familiares como estructuras estructurantes.______________________. 97 3.3 Identidad Infantil y los ritos vinculados a la masculinidad.___________________________________. 106 Conclusiones____________________________________. 128 Recomendaciones_________________________________. 132 Bibliografía. Anexos. �Introducción Desde finales de los años 80 del pasado siglo el análisis de la condición masculina ha ido retomando una gnoseología propia dentro de las ciencias sociales en general y dentro de los estudios de género en particular. Dicha posición tuvo una de sus razones en las críticas de las feministas respecto al parangón naturalizado hombre - humanidad. Las feministas, luego de conceptualizar el género como lo que significa ser hombre o mujer, o lo masculino y/o femenino, y estableciendo que estas desigualdades, a diferencia del sexo, son construidas culturalmente, también configuran nuestra ontología y epistemología, así como las perspectivas desde las que el actor le da sentido a su acción social a partir de sus interacciones simbólicas. La trayectoria del concepto género está relacionada con los estudios culturales anglosajones que comenzaron a cobrar fuerzas a finales de los años 60 y 70 del pasado siglo1, aunque tiene antecedentes menos conocidos que los de Simone de Beauvoir (1949) como los de Matilde y Mathias Vaerting (1923) con su libro El sexo clave: un estudio en la sociología de la diferenciación del sexo, y la excelente indagación sobre ideología de Viola Klein en 1946, El carácter femenino: Historia de una ideología (Val Lorenzo, 2010). En dicha indagación se plantea la comprensión del imaginario cotidiano como psicología de las mujeres producto de los diferentes mecanismos simbólicos de dominación implementados por los hombres. Los estudios de género se centraron en develar los papeles desarrollados por las mujeres en las artes, economía, política, ciencia y otros ámbitos, presuponiendo que existía un solo modelo de masculinidad: el hegemónico, sostenedor de un sistema patriarcal que las oprimía. Es célebre la frase de Beauvoir “Una no nace mujer, sino que se hace mujer” (2007:12), que abrió toda una perspectiva de los estudios de género. A su vez podríamos decir: “uno no nace hombre, sino que se hace hombre”, lo que nos lleva a la interrogante: ¿por qué los estudios de masculinidades se iniciaron como preocupación epistemológica luego de algunas décadas dedicadas al análisis de la feminidad y los impactos de la dominación masculina? Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 1 �Para ello existen varias razones, la naturalización de los hombres como sujetos de conocimiento estaba universalizada desde los tiempos de Platón y los estudios feministas inauguraron una nueva época. Los ajustes en las relaciones de poder ante las mujeres, los cambios en los roles paternos, la escalada femenina respecto al status social, entre otros aspectos, conllevó a una crisis sistémica en las masculinidades y sus identidades, expresada de diversas formas. Los primeros estudios de masculinidades durante los 80 tienen su base en las indagaciones sobre sexualidad de las décadas anteriores y aunque en esta época ya se desarrollaban investigaciones sobre la construcción social de la masculinidad, algunos científicos y científicas se acercaron a ellas, como algo novedoso (Barret y Philips, 1995). En estos años es precisamente cuando la producción científica sobre masculinidades se sitúa en relación a las pesquisas de género, siendo los hombres sus propios protagonistas. Según Linda Nicholson, Scott y Rubin (Ritzer, 2008), el hombre es una parte esencial en los estudios de género desde la perspectiva relacional. La identidad, comprendida en su sentido más amplio, se entiendo como la forma personal que tienen los actores sociales para identificarse y diferenciarse de los y las demás, siendo por tanto un concepto que nos define en tanto somos seres sociales, construida durante los procesos de socialización primaria y secundaria. Al referirnos al proceso de construcción de la identidad masculina necesariamente debemos partir del concepto identidad de género, o sea, de las características particulares adjudicadas a las diversas masculinidades en un momento histórico y/o geográfico determinado y en un contexto sociocultural explícito, en tanto las masculinidades son una construcción cultural e histórica. Estas, al ser construidas, no obedecen a ninguna esencia. El hombre nace, biológicamente hablando, y el varón se forma mediante el complejo proceso de internalización de pautas conductuales, valores, normas, estereotipos, ritos, representaciones e imaginarios que definen al varón en las sociedades modernas. Por tanto las características masculinas no son innatas, sino consecuencias del proceso de socialización que desde una cultura androcéntrica legitima relaciones de dominación entre los sexos. La identidad, o para ser más exactos, la condición masculina es por Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 2 �tanto un producto social, un resultado cultural modificable mediante la educación no sexista de hombres y mujeres. Al concepto de género le es consustancial la identidad de género y muestra que los roles y sus estereotipos son construidos socialmente, sin que la base biológica muestre una clara relación con esos roles, por tanto, mediante esa construcción social se le asignan a hombres y mujeres diferentes roles. Existen casos donde las personas están identificadas con un sexo que no es el suyo, o sea que su identidad de género no está relacionada con su sexo: son los llamados transgénero, queen o transexuales. Luego, entre hombre y mujer existen diferencias biológicas que son naturales y solo modificables mediante complejas intervenciones quirúrgicas. No obstante, según John Money y Anke Ehrhardt (Gómez, L, 2009) aun estando las personas sexualmente definidas según su biología, a través de una educación familiar se pueden producir cambios en el niño o la niña, educándolos desde roles femeninos o masculinos, respectivamente. O sea, mediante el proceso de socialización se puede incentivar o constreñir conductas que la sociedad considera adecuadas para cada sexo, teniendo en cuenta que se reproducen y transforman contextualmente y generacionalmente. Las principales investigaciones sobre masculinidades las han desarrollado J. Connell (1997, 2006), Hean (1985,1991), Bri Han (1989), Seidler (1987, 2006), Morgan (1991, conceptualizaron 2013), marcos estos investigadores teóricos a básicamente principios desde el de los 80 paradigma funcionalista que generalmente rigen hasta la actualidad. Sus principales limitantes fueron la escasez de estudios de corte microsociológico, el insuficiente número de estudios sobre aspectos tales como religión, nivel educativo, generaciones, clases sociales, etnia, elección sexual (Seidler, 1987, 2006; Morgan, 1991). En los estudios desarrollados en Iberoamérica se ha tratado de superar esta fase funcionalista con los estudios de Olavarría (2001); Parrini (2003), Rivero Pino (1998, 2003, 2012), Viveros (2003, 2007, 2013), Cesar Pagés, (2010), indagándose sobre las masculinidades desde perspectivas fenomenológicas, antropológicas, históricas o desde la psicología social. En el año 2003 solamente en América Latina y El Caribe se habían Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 3 �publicado más de 600 títulos de carácter académico escritos desde finales de los 90 que tenían como objeto de estudio los hombres y las masculinidades 2 (Parrini, 2003). En un principio en Latinoamérica los principales temas de estudio fueron la violencia, la sexualidad, la reproducción, el cambio social, la diversidad sexual y la paternidad. A partir de los 90 y el siglo XXI, debutaron investigaciones sobre etnia/raza, migraciones, masculinidades subordinadas y recientemente sobre globalización. Los estudios de la infancia desde las masculinidades no han sido una constante en esta región, centrándose sobre todo en tópicos como la ruralidad, la pobreza y la construcción de las identidades masculinas en los ambientes escolares. (Bamberg, 2004; Coltrane, 2004; Rodríguez, M, 2005; Viveros, 2007; Pescador, E, 2011; Ramírez Pavelic, 2012). En los últimos años se han sistematizado los estudios de masculinidades desde áreas como paternidad, homosexualidad, globalización, tecnologías, masculinidades y medios de difusión masiva, y los cambios estructurales en las sociedades occidentales y sus impactos a nivel mundial (Olavarría, 2001; Connell, 2006); la marcada emancipación de la mujer de sus roles tradicionales, el cambio del ejercicio del rol de género de los hombres como proveedores económicos dentro del contexto de la familia nuclear. La adaptación, el ajuste de las estructuras sociales y la trasformación de la familia conllevó a la pérdida de un área significativa de poder masculino, y las nuevas configuraciones en las relaciones de poder entre hombres y mujeres viabilizaron cambios bruscos de la dinámica relacional entre los géneros, sobre todo por la inserción de las mujeres como actores en el mercado laboral, adoptando puestos laborales que hasta entonces habían sido tradicionalmente masculinos. Todo esto ha transformado la construcción social de las identidades de género y sus prácticas sociales, llevando a una crisis de la identidad masculina tradicional3. Los principales antecedentes en Cuba los encontramos en Patricia Ares (Universidad de La Habana) con sus estudios sobre virilidad y el costo de ser hombres (Ares, 1996); Ramón Rivero (Universidad de Las Villas) con sus investigaciones sobre la paternidad (Rivero, 2003); de María Teresa Díaz Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 4 �(CENESEX) con sus indagaciones sobre hombres y comunicación (2006); Mayda Álvarez (Centro de Estudios de la Federación de Mujeres Cubanas) con sus indagaciones sobre hombres y violencia de género (2001) y Julio Cesar Pagés (Coordinador de la Red Iberoamericana de Masculinidades) 4 que ha desarrollado investigaciones sobre masculinidades desde perspectivas históricas y antropológicas (2010). Las indagaciones de Ramón Rivero sobre “las representaciones sociales del rol paterno y sus implicaciones psicológicas y sociopolíticas en una muestra multigeneracional con sujetos de diferentes estratos sociales del municipio de Santa Clara” (1998: 21) y las investigaciones de Clotilde Proveyer sobre los elementos culturales del patriarcado cubano y su tesis doctoral sobre la identidad de género femenina (2006), son antecedentes directos de nuestra investigación. Esta se torna novedosa por el énfasis que desarrolla sobre la correlación de rituales de la vida cotidiana, estereotipos y la construcción de la identidad masculina en la infancia, enfocado desde la microsociología de Goffman para cuya comprensión se emplea el análisis denso de los rituales desarrollado por los niños, línea –teórica y metodológica- no presente en los anteriores estudios de masculinidades en Cuba. Los estudios de masculinidades e infancia generalmente han sido desarrollados desde la perspectiva educativa (socialización del género desde la escuela como institución, construcción de identidades en las escuelas rurales, violencia escolar), la explotación sexual infantil, desde la paternidad (nuevas paternidades) e incluso desde la prevención de la violencia de género. Las categorizaciones, tipos, términos o concepciones que han sido construidos para profundizar en este objeto responden a transformaciones políticas, culturales, estructurales, de funcionamiento y están relacionados con presupuestos de la prevención social priorizando sobre todo los niños y la familia. Aunque resultan postulados válidos las teorías que describen nuestro objeto, alrededor del tema permanecen un conjunto de polisemias, contradicciones, carencias que necesitan de concreción y análisis; en correspondencia con ello, el presente estudio parte de algunas premisas como ejes articuladores del discurso: Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 5 �1. Los autores anglosajones que estudian las masculinidades hablan de una masculinidad construida en adultos como resultante y no como proceso; sin embargo, es en la infancia donde esta se construye, por tanto la construcción de la identidad masculina adulta no se debe considerar como algo “hecho” sino una sedimentación procesual normativa que se inicia en la niñez. 2. Los estudiosos de masculinidades han construido categorizaciones sobre la partición hacia el interior de las masculinidades a modo de clasificaciones, jerarquizando según el status, capitales y rol que cumplen los hombres socialmente. Sin embargo, esta jerarquización comienza a construirse e internalizarse en la infancia, hacia el interior del grupo de pares y otros espacios sociales y esto ha sido obviado o minimizado. Incluir nuevos presupuestos desde la posición teórico-metodológica de la Sociología cultural, permite enriquecer esquemas tradicionales en la teoría que limitan la comprensión abierta y flexible de la construcción de la identidad en la niñez conforme con la diversidad de los procesos culturales que en ella tienen lugar. 3. Desde la construcción de la identidad infantil masculina el niño comienza a internalizar la violencia como “vía para triunfar”. Pero esta violencia aprehendida, no solamente se ejerce contra las niñas (futuras mujeres), sino contra otros niños dentro de su propio grupo de pares. A partir de estas premisas nuestro análisis tiene el propósito de contribuir a fortalecer desde un enfoque relacional, contextual, microsociológico y cultural el estudio de construcción de la identidad masculina desde la infancia, fenómeno con una complejidad creciente que se distingue por las polisemias y tratamiento multidisciplinario que ha tenido durante su desarrollo como objeto de estudio. Empleamos el enfoque dramatúrgico y de la ritualización de la cotidianidad (Goffman, 1981), en tanto consideramos que el ritual y el simbolismo tienen gran utilidad analítica para describir los mecanismos de legitimación de los diversos modelos de masculinidades en la vida cotidiana. El rito y la vida cotidiana están muy ligados y constituyen el basamento fundamental en la organización de los pequeños universos, por lo que en nuestra investigación analizamos e interpretamos los principales micro-procesos rituales de homosocialización donde los niños van asumiendo su identidad masculina. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 6 �Por otra parte, consideramos apropiado el acercamiento a la teoría postestructuralista de M. Foucault (2005, 2006), al observar a la familia desde la visión del “panóptico” donde los espacios son básicos para comprender las jerarquías, relaciones y construcción de significados por parte de sus miembros y la función socializadora de las pautas masculinas en niños y niñas, ya que desde pequeños internalizan normas, roles y construyen identidades a partir de los espacios, funciones, contextos y situaciones. Por último, la distribución social adopta las características del panóptico en el sentido de que el hombre, desde una posición privilegiada de poder, puede observar y controlar a los demás miembros de la familia y su vez ser observado, y en caso que ocurra alguna desviación, controlarlos. Dentro del grupo de pares ocurre el fenómeno de la vigilancia de unos niños sobre otros, ocurriendo en la interacción simbólica un constante control de la masculinidad a nivel intragrupal. El tema de las masculinidades no ha sido un tema central en la sociología cultural; sin embargo, esta nos está aportando la concepción de que las acciones sociales solo son posibles en un marco de significación cultural que permiten la solidaridad y cohesión de los modelos de masculinidades y su acción colectiva, lo que implica que la sociedad no es solamente racional, sino que todo lo social tiene un nexo cultural, subjetivo y significativo que se establece y construye a través de rituales seculares que desarrollan los hombres en su vida cotidiana. Por otra parte, la cultura confiere sentido a la realidad y las relaciones de género son otorgadoras de sentido, por tanto son impensables dichos estudios excluyendo la dimensión cultural, en tanto precisamente describen, valoran y visibilizan los significados y símbolos que desarrollan hombres y mujeres en su vida cotidiana. La observancia del procedimiento teórico permite introducir una sistematización desde la literatura existente sobre el tema de masculinidades, identidad e infancia y la elaboración de los conceptos de homosocialización primaria, estrategias dramatúrgicas de las masculinidades y los rituales de homosocialización masculina, explicitadas a través de rituales de separación, de fase liminar, de segregación, que ocurren en tres ámbitos esencialmente: el familiar, escolar y hacia el interior del grupo de pares (ritos de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 7 �distribución jerárquica – espacial, del tipo de ropa, de participación en eventos deportivos, lúdicos, de control de la masculinidad/feminidad, de interacción en grupo de pares, de las microdistinciones hegemónicas y subordinadas en los niños). Dichos rituales son esenciales para explicar las relaciones simbólicas que se establecen entre los hombres y los niños durante el proceso ritual de socialización primaria. Tenemos presente el aporte de las mujeres (madres, tías, abuelas, primas, maestras, etc.) que interaccionan simbólicamente con el niño, educándolo heteronormativamente en oposición a una feminidad que ellas mismas muestran corporalmente. Por otra parte, también es importante la contribución del grupo de pares, ya que este reproduce hacia su interior una interacción social masculina que se erige sobre un horizonte de significado y de sentido normativo. El contexto de Moa, donde desarrollamos la investigación es un espacio social sui generis en la realidad cubana donde la principal actividad económica es la minería y la metalurgia y de forma peculiar el índice de masculinidad es muy alto, el mayor de Holguín y de los mayores de Cuba (Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011). Por otra parte los datos extraídos de las estadísticas de violencia social en general y de género en el municipio, muestran que son altas y que van en ascenso durante el año 2013 lo que aporta un significado singular a este estudio (ver anexo 5). Desafortunadamente no poseemos estadísticas a nivel provincial o nacional para hacer un estudio comparativo, fructífero a los efectos de arribar a conclusiones más generales sobre la situación actual de la violencia en nuestro país. Investigaciones anteriores (Pérez Gallo, Victor H., 2013) han aportado que el modelo de educación imperante en la familia moense es básicamente autoritario, desde la autoridad paterna, educando a los menores en normas androcéntricas, no exentas de violencia 5. La violencia ejercida en el niño es un posible predictor de la violencia futura cuando este desarrolle su vida adulta. Para evitar esto es necesario desde la prevención modificar paulatinamente los métodos educativos, que comienzan desde la relación homosocial del padre con el hijo pero que hunde sus raíces en un complejo imaginario social de lo que debe ser el hombre, que se recrea mediante patrones institucionalizados Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 8 �en la relación hombre- hijo. Lamentablemente una ampliación de la relación entre masculinidades y prevención no es analizada en toda la profundidad requerida en este trabajo, lo que sienta pautas a estudios futuros. Las prácticas violentas desarrolladas en ámbitos escolares, familiares o hacia el interior del grupo de pares van construyendo la identidad masculina desde la infancia. Estas se despliegan a través de rituales homosocializadores, conjunto de diversos grupos significantes (signos, máscaras, fachadas, enunciados, objetos sagrados de la cotidianidad). Tales consideraciones explican el título de nuestro trabajo, así podemos cuestionarnos: ¿Cómo las prácticas socializadoras contribuyen a la construcción de una identidad masculina hegemónica en los niños de Moa en espacios escolares, familiares y hacia el interior de los grupos de iguales? Idea a defender: Las prácticas socializadoras accionan como soportes para la construcción de la identidad masculina en la infancia en Moa a través de estereotipos de género y rituales homosocializadores que legitiman y reproducen el modelo de masculinidad hegemónica imperante sobre todo en espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales. Esta interrogante permite formular como objetivo Determinar el papel de las prácticas homosocializadoras que inciden en la construcción de la identidad masculina infantil en Moa en los espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales. La investigación que desarrollamos tiene un carácter crítico reflexivo en el que se utiliza una perspectiva metodológica que triangula cuantitativa y cualitativamente datos y técnicas. Este enfoque permitió la combinación de diferentes métodos, técnicas y datos en varios niveles de análisis: a nivel micro con los estudios de caso de niños y niñas, las entrevistas en profundidad a las maestras, las entrevistas familiares y el análisis de los discursos de los hombres participantes en los grupos focales; a nivel macro con los datos que nos proporcionó el índice de masculinidad del municipio, otros datos obtenidos en la Oficina de Recursos Humanos del Grupo Empresarial CUBANIQUEL y las entrevistas a expertos. No obstante, debemos decir que aunque desarrollamos Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 9 �un estudio de caso colectivo, indagando por la condición general de la construcción de la identidad masculina en la infancia, se trata de estudios intensivos de varios casos, que si bien no son generalizables, no deben de ser vistos como entidades únicas, sino más bien representativas de una categoría general y entendidas en referencias a esta. Luego, con los datos recogidos en el trabajo de campo desarrollamos la triangulación metodológica para obtener información de la realidad social en estudio. El uso de técnicas, tanto cuantitativas como cualitativas, con un enfoque multidisciplinario, nos garantizó una mirada integradora del fenómeno de la construcción de la identidad masculina en la infancia. Todo complementado con datos cuantificables y observaciones de campo de los juegos desarrollados por niños y niñas en el ámbito escolar y la valoración que dan los sujetos masculinos adultos investigados acerca de su relación con su padre en su niñez (homosocialización primaria), las características de sus familias y las condiciones de vida y laborales en el contexto de minero metalúrgico del municipio Moa. Para la selección de la población a las que se le aplicaron las técnicas de grupo focal, las aplicadas a los niños en las escuelas (observación, dibujo, párrafo) no se partió de criterios de representatividad cuantitativa que establecieran la representatividad de la muestra con la población total de Moa, debido a que nuestra intención era comprobar el contenido subjetivo por una parte, junto a la representación social de la identidad y el rol de género; por otra, la representación mental de las características de las figuras significativas paternas en el desarrollo de la identidad de género de los niños. Evidentemente estos grupos fueron concebidos con un carácter intencional, estableciendo como criterios de selección la edad (5 – 7 y 11-12 años, respectivamente). Se escogieron al azar 6 niños de 11-12 años de cada escuela para aplicárseles una entrevista. También se desarrollaron entrevistas en profundidad a 6 maestras y se llevaron a efecto grupos focales con hombres. Los aportes en el nivel teórico radican en la sistematización del abordaje de la identidad masculina en la infancia desde la sociología, privilegiando un enfoque Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 10 �microsociológico, haciendo énfasis en las interacciones rituales en las que se legitima, recrea y reproduce la estructura social: patrones de conducta repetitivos desde la homosocialización primaria que son percibidos por niños y niñas como hechos que constriñen al actor social generando en él un compromiso emocional hacia los símbolos que implican la legitimación de las masculinidades hegemónicas. Se ha construido una periodización y se contextualizan algunos conceptos que permiten comprender la relación entre actividad económica, identidad de género, ritualización de símbolos y acciones homosocializadoras, en un intento por integrar dialécticamente lo que ha sido descrito en la literatura científica sobre los estudios de masculinidades y sus diversos modelos. El criterio de periodización parte de la extensión de los estudios sobre masculinidad con fines académicos hacia otras instituciones y organizaciones sociales dedicadas al análisis y atención de los hombres y las crisis masculinas. Esto es, la forma en que el desarrollo del tema va involucrando a diversos componentes de la estructura social tanto académica, de salud, laboral y otras, incluidas la política social y sus gestores. Por otra parte, la visión aportada por Goffman nos posibilita complementar los estudios de las masculinidades en Cuba desde su modelo dramatúrgico y aportar los conceptos Configuraciones dramatúrgicas de las masculinidades, Homosociabilidad primaria y Rituales de homosocialización masculina. Desde la perspectiva desarrollada, guarda un valor teórico y metodológico para los estudiosos de género y de masculinidades en particular, ya que los datos arrojados por nuestra investigación marcan posibles ajustes educacionales, conductuales y culturales que deben ser tomados en cuenta por los ejecutores de las políticas sociales de equidad social y de género, cuyas particularidades en Moa permitirían desplegar estrategias preventivas y educativas centradas en la construcción de una cultura de paz a nivel local, que incluyera a docentes de todos los niveles de enseñanza del municipio y las familias; además de brindarle pautas de trabajo a la Federación de Mujeres Cubanas, las Casas de Orientación a la Mujer y la Familia, y a otras organizaciones sociales, cumpliendo así acuerdos internacionales rectores tales como el de Beijing. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 11 �Los principales resultados fueron estructurados en tres capítulos a partir de elaborar, argumentar y demostrar el valor teórico y metodológico de las microsociologías. En el Capítulo I titulado El estudio de las masculinidades en el abordaje teórico de la sociología nos aproximamos de forma crítica a las diversas teorías desarrolladas por los estudios de masculinidades en el mundo y hacemos evidentes sus limitaciones epistemológicas. Se orienta hacia la valoración de los elementos culturales en la teoría sociológica de género, a fin de introducir nuevos elementos que expliquen la construcción de la identidad masculina infantil. El Capítulo II Aspectos metodológicos del abordaje de las masculinidades. Homosociabilidad, Identidad de género y rituales define la propuesta metodológica para el tratamiento de la identidad masculina infantil desde los rituales de la cotidianidad favoreciendo la propuesta metodológica de Goffman. Como puede apreciarse se trata de un estudio de casos de alcance microsociológico. El Capítulo III La construcción de la identidad masculina en la infancia: los consejos populares Armando Mestre y Caribe, estudios de casos. Se concreta la descripción densa de los estereotipos de género y los rituales homosocializadores en la comunidad minero metalúrgica objeto de estudio, así como las diversas estrategias empleadas por los actores masculinos durante el proceso homosocializador, junto a la constante subordinación de las niñas y mujeres a estas. De igual modo, se realiza un análisis de las actividades lúdicas de niños y niñas y mostramos cómo a partir de estas se construye la identidad masculina, así como otros elementos de orden cultural que intervienen en las formas de asumir las masculinidades en un contexto vigorosamente patriarcal. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 12 �CAPÍTULO I EL ESTUDIO DE LAS MASCULINIDADES EN EL ABORDAJE TEÓRICO DE LA SOCIOLOGÍA. El presente acápite se centra en el análisis teórico conceptual sobre los diversos tipos de masculinidades existentes, su dinámica de cambio y la importancia de su contextualización y periodización para su estudio, tanto en el mundo como en nuestro país. El estudio permitirá definir una concepción metodológica, factible para identificar y comprender el proceso de construcción de la identidad masculina en la niñez, además de profundizar en la trayectoria histórica, devenida en la teoría sociológica. El interés por estudiar el fenómeno de la identidad masculina en la niñez desde una perspectiva sociológica, exige la multidisciplinariedad y la determinación de elementos culturales que se construyen y legitiman su construcción desde el ámbito familiar. 1.1 Enfoque de las masculinidades en el contexto de las teorías sociológicas. Existen diversas teorías sociológicas factibles de aplicar para el estudio de la paternidad, la familia, el proceso de socialización y la niñez. Un antecedente de estas lo encontramos en el pensamiento de los filósofos griegos, que desde la construcción de una postura dualista en la cultura occidental se pudo llegar a la conclusión de que la oposición y complementariedad de los géneros masculino y femenino forman parte de los orígenes de este. Esta forma de conocimiento ha incorporado a las teorías sociales la construcción de lo femenino como lo afectivo, lo suave, lo maternal mientras que lo masculino ha sido asociado a la razón. Los filósofos griegos desde sus estudios en la antigüedad determinaban lo femenino y masculino de los elementos. Platón, en su obra La República destaca que los varones hacen casi todo mejor que las mujeres, a excepción Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 13 �de las tareas domésticas del hogar, las que menosprecia de paso 6. El modelo occidental de los siglos subsiguientes mantendría similares opiniones con ligeras variaciones cuyas limitaciones fueron reproducidas en las teorías elaboradas por filósofos y otros especialistas de las ciencias sociales. Durante el periodo medieval la Iglesia Católica en el mundo occidental mantenía a las mujeres bajo una ideología religiosa- patriarcal7, sin importar su pertenencia cualquier clase social, aunque es de destacar que las mujeres que integraban la plebe sufrían mucho más su situación8. Las teorías desarrolladas por A. Comte y H. Spencer, ya en la modernidad, (Ritzer, 2008; González Olmedo, Graciela, 2000) determinan que el orden, el equilibrio y el progreso social están constreñidos a ser fruto de la unidad de la familia, comprendida esta como la desigualdad de los sexos hacia el interior familiar. Así se estaban asignando roles domésticos a las mujeres y públicos a los hombres, constituyendo para estos teóricos el núcleo del progreso social. De esta manera se estaba responsabilizando a la mujer con el ámbito familiar, lo que constituyó para estos pensadores el progreso social. En sus investigaciones sobre la sociedad, A. Comte (1798-1857) consideraba a la mujer sólo en el contexto familiar, subordinada al esposo y en los roles de cuidadora de los niños y los miembros ancianos de la familia, por lo que su status pasivo era uno de los elementos fundamentales para el mantenimiento del orden y el progreso social (González Olmedo, Graciela, 2000). En la teoría de Herbert Spencer se analiza el papel de la mujer dentro del contexto familiar desarrollando los roles de madre y esposa, mientras que el hombre se erige como el eslabón que vincula a la institución familiar con otras instituciones. Spencer cree que las actividades intelectuales de las mujeres deben ser necesariamente limitadas ya que toda su energía debe enfocarse a sostener sus funciones reproductivas: esto implicaría que si se desarrollan intelectualmente pueden quedar estériles. (González Olmedo, Graciela, 2000). Sus teorías androcéntricas constreñían a las mujeres al ámbito doméstico y al cuidado de los niños como una cuestión de “orden social” para evitar la anomia. Todo esto redundaría en un fortalecimiento de los estereotipos sexuales y de género que los niños aprenderían en su infancia. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 14 �Engels en La situación de la clase obrera en Inglaterra(1845) ya hacía alusión a las terribles condiciones de vida de la familia proletaria en Inglaterra y los trabajos forzados a los que eran sometidos los niños y niñas en las fábricas capitalistas, mencionando colateralmente a la prostitución infantil y sus secuelas. Engels centró su teoría de la familia a favor de la igualdad de géneros intrafamiliar9. Una revisión histórica nos ha indicado que la propia cultura europea antes del siglo dieciocho las mujeres fueron ciertamente vistas como diferentes de los hombres, pero en el sentido de seres incompletos o ejemplos inferiores del mismo tipo (por ejemplo, los pensadores del siglo XIX opinaron que las féminas tienen menos facultad de razonamiento y que solo son buenas para la casa y para procrear). Esta concepción también formó parte de la ideología burguesa durante el siglo diecinueve. De allí que el proceso de educación se fuera diferenciando entre los sexos de los niños (Engels, 1984). Emile Durkheim en su obra El Suicidio escribe una definición de la mujer como un ser que hay que situar fuera de la esfera intelectual y cultural ya que el hombre “…es casi en su totalidad producto de la sociedad, mientras que la mujer se ha mantenido más bien tal como la naturaleza la ha hecho (…) su vida mental está menos desarrollada” (Durkheim, 1999: 4). Durkheim sitúa a la mujer como un ser biológico que debe de estar alejado de las relaciones sociales y subordinada al sexo masculino. Por otra parte le atribuye a la familia nuclear un carácter educativo desde al autoritarismo que ejerce el padre. Según Durkheim toda educación, como uno de los procesos de socialización primaria en menor “consiste en un esfuerzo continuo por imponer al niño maneras de ver, de sentir y de actuar a las cuales no hubieran podido tener acceso espontáneamente” (Durkheim, 1969: 36). Durkheim y Max Weber en sus textos están constantemente aludiendo a la superioridad del hombre sobre la mujer, por lo que sus teorías sociológicas se clasifican dentro del paradigma androcéntrico de la dominación, y legitiman al hombre como el cabeza de familia, el encargado del control social y de la delimitación de los roles de cada miembro de la familia, así como mantener el orden a toda costa. Para Weber, la cultura, la economía y la política, son los Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 15 �elementos representativos del mundo público, son los espacios sociales del desarrollo de roles masculinos. Por otra parte el ámbito doméstico es el asignado a las mujeres. Según Weber las relaciones de poder se han delimitado y construido sobre las legitimaciones de un conjunto de condiciones que establecen la superioridad de unos actores sobre otros, sin importar si el ejercicio del poder es justo o no, si refuerzan desigualdades étnicas, de género, religiosas, etc.10 La teoría weberiana tiene para esta tesis un doble significado en tanto su lectura nos ubica en el continuum público – privado según roles, al tiempo que ofrece las pautas metodológicas centrales de la teoría de la acción, continuada, introducida y avalada por la microsociología para el análisis de las masculinidades (Durkheim, 1975 ; Weber, 1979). Ortega y Gasset basa su explicación de las diferencias entre géneros a partir de un determinismo cultural, donde opina que la ruptura de los modelos masculinos y femeninos podría llevar implicaciones sociales contrarias al orden social. Él hace énfasis en procesos culturales que han construido la identidad de hombres y mujeres como tales (Ortega y Gasset, 2010) Las teorías psicoanalistas de Freud muestran una polisemia respecto al papel que juega la cultura alrededor de la diferencia de géneros. Freud hace su análisis desde la transculturalidad de la estructura edípica (Freud, 2008). Lacan está de acuerdo con él cuando declara que "En cuanto a definir qué es el hombre y qué es la mujer, el psicoanálisis nos muestra muy precisamente que tal cosa es imposible" (Lacan, 2003: 48). El psicoanálisis de Freud ha logrado exponer, según Hassoun, el deseo femenino, pero no ha podido superar el obstáculo epistemológico que implica la impotencia explicativa de los hombres ante la voluntad de las mujeres (cit. por Francoise Collins, 1993). En otro sentido, Parsons en su gran teoría reproduce las ideas de Durkheim sobre la diferenciación de funciones entre los sexos como la principal condición para el sostenimiento del equilibrio del sistema social. La teoría parsoniana construye su tesis sobre un tipo de familia, la nuclear, que en su opinión se generaliza en la sociedad moderna y atribuye roles instrumentales y expresivos a hombres y mujeres, logrando a partir de esa división funcional, satisfacer las necesidades del organismo familiar y del sistema más general que es la Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 16 �sociedad. En su libro El sistema social (1952) considera que la socialización del niño es la función más importante de la familia dentro del sistema social. Opina que los niños y niñas asumen en este proceso los roles masculinos y femeninos legitimando la educación sexista de los hijos dentro de la familia y perpetuando el orden patriarcal existente. Por otra parte, existen las llamadas teorías del rol que le deben mucho a la concepción parsoniana. Estas consideran a la masculinidad como un atributo individual, producto de las diferencias culturales en la socialización de los roles sexuales entre hombres y mujeres. Esta representación define a la masculinidad como un conjunto de particularidades que comparten los hombres en todos los sectores culturales y sociales en los marcos de una cultura. Por tanto, se basaría en el supuesto de que todos los hombres son heterosexuales, vigorosos, deportistas, poco sentimentales o afectivos, etc. Esta perspectiva teórica refuerza los roles tradicionales en su concepción sexista y busca sobre todo el orden dentro de la estructuras sociales del género. Parsons afirma que la familia como institución es un requisito indispensable para la estabilidad social. Afirma que para su funcionamiento es necesario que ocurra en ella una división sexual del trabajo donde hombres y mujeres asuman roles muy diferentes11. Para evitar que la familia se convierta en una institución anómica, el hombre debe “tener una orientación instrumental”, o sea manifestar dotes de mando, dureza, liderazgo, etc. Según Parsons si el hombre y la mujer se situaran en posiciones de igualdad esto destruiría a la familia, al no poder esta mantener la estabilidad social (Parsons, 1952). En nuestra opinión esta es una visión sesgada del fenómeno por la perspectiva ideológicamente androcéntrica desde la que Parsons desarrolla su teoría. Mead le atribuye gran importancia a la construcción del self en la infancia, así como al desarrollo de juegos infantiles. (cit. por Ritzer, 2008). Distingue con los términos juego organizado/ no organizado a las actividades lúdicas desarrolladas por los niños, y además correspondientes a niveles de socialización diferentes. En el primer nivel el niño reconstruye escenas fragmentadas de la interacción social al reproducir palabras, gestos o actuaciones que ve a menudo en su vida cotidiana. Mediante el proceso de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 17 �homosocialización el niño internaliza y asimila rasgos propios del rol del padre y los articula en esquemáticos escenarios de interacción donde él mismo desempeña en un momento un rol determinado. Consideramos el proceso de homosocialización como una compleja dinámica de socialización entre hombres, donde se internalizan normas, valores y actitudes de las diferentes masculinidades. (Sedwick, 1985; Pérez Gallo, 2011) El niño a medida que crece va participando en juegos más complejos, en juegos organizados como el fútbol o el béisbol, propios de una segunda etapa de socialización. Allí el desempeño de su habilidad está condicionado por las expectativas del resto de los participantes. En su vida cotidiana le ocurre lo mismo: todos esperan que él sea un hombre fuerte, proveedor de alimentos y que no demuestre sus sentimientos. Ocupan posiciones funcionales dentro del entramado simbólico de las masculinidades y desempeñan competitivamente roles de índole funcional orientados a la consecución de metas de acuerdo al tipo de masculinidad que para el imaginario colectivo es el modelo exitoso. Por otra parte el niño va aprendiendo su rol de hombre desde los juegos internalizando patrones de violencia que a su vez homosocializa con sus padres, amigos, primos, teniendo siempre la aprobación tácita de estos 12. Las reglas del juego (es decir las normas y valores de las masculinidades tomadas como base para el desempeño de los roles) articulan las expectativas del otro generalizado que está en juego. El niño las interioriza en su mí, que es el centro del autocontrol del innovador yo. El niño durante su proceso de socialización va sosteniendo conflictos con su madre que adopta posiciones de protección y cuidado, muchas veces este se avergüenza cuando esta le arregla el uniforme frente a amigos de su edad, cuando le lleva la merienda al aula o cuando le da un beso de despedida y le dice un apelativo cariñoso. En una sociedad construida social y culturalmente para eternizar la situación privilegiada de los hombres en ese sistema, la violencia se ha convertido en el instrumento mediante el cual estos construyen, recrean y justifican su hegemonía, legitimando el carácter patriarcal de sus sociedades. La violencia se convierte así en una cualidad propia de los hombres que la enseñan y reproducen, de paso a sus hijos durante el proceso de homosocialización. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 18 �Evidentemente a las mujeres, y por extensión a las niñas, les están vedadas todas aquellas conductas y patrones que conforman a las masculinidades. Los sociólogos precedentes no fueron capaces de advertir en toda su dimensión las relaciones fragmentarias del poder, solo basaron sus teorías en las relaciones entre hombres y mujeres. Así no fueron capaces de significar los matices, ni las diferentes masculinidades que integraban los hombres, así como los desafíos que implicaba a esta conceptualización la existencia de categorías dinámicas como la racialidad, el entorno urbano y rural, las clases sociales, etc.; definiciones contextuales que trasforman al corpus que caracteriza a las diferentes masculinidades. El encuadre teórico de los estudios de la masculinidad en la contemporaneidad. Los estudios sociológicos de la cultura en la contemporaneidad tienen un vasto arsenal teórico para la descripción de la masculinidad como una categoría analítica que nos permite profundizar en el orden genérico naturalizado socialmente. La sexualidad como dispositivo social de control y disciplina de Foucault (1984, 2005), la tesis proposicional de Alcoff (1989) en la teoría feminista actual, las nociones de habitus y campo de P. Bourdieu (1994)1, las estructuras de poder en las sociedades cortesanas de Norbert Elías (1996), la dramaturgia de E. Goffman (1961, 1969, 1979, 1981, 1993), y las prácticas sociales de Giddens (1999) son importantes ejes de reflexión teórica sobre las masculinidades. Pierre Bourdieu discurre que la permanencia de los sistemas socio-económicos de la sociedad está ligada a la reproducción cultural arbitraria, la que a su vez contribuye a la reproducción social. La familia, por lo tanto, tiene la misión de inculcar, transmitir y conservar la cultura dominante patriarcal, al asignar un paradigma cultural; reproducir la estructura social y sus relaciones de clase; y 1 Estas fechas son de la publicación de los textos consultados y no necesariamente un orden cronológico de sus investigaciones. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 19 �por último, esconder la falta de libertad al enmarcar sus ideologías de acuerdo al régimen imperante de patriarcado. Bourdieu en su obra La Reproducción. Elementos para una teoría del sistema de enseñanza (1970) hace referencia a la transmisión de valores culturales entre las clases sociales y de cómo la burguesía se reproduce dentro de un mismo contexto cultural. Para Bourdieu la instrucción es el causante fundamental de reproducción y de la estructura de las relaciones de poder y las relaciones simbólicas entre las clases. Él pone énfasis en la importancia del capital cultural heredado en la familia y que el niño internaliza desde la socialización como clave en la vida cotidiana. Evidentemente esta incorporación es una especie de “domesticación” donde se incorpora al niño los valores de la sociedad patriarcal donde va a vivir el resto de su vida. El poder, según Bourdieu se distribuye en campos que son limitadamente autónomos. Estos campos pueden ser literarios, legales, religiosos, militares, políticos, etc. Generalmente los hombres son los que detentan el poder en estos campos y están unidos por una solidaridad basada en la homología entre estas posiciones, aunque también están enfrentados por relaciones de conflicto y competencia en medio de los intercambios que ocurren entre las diferentes especies de poder. La estructura dicotómica de género hace posible la reproducción y legitimización de esta posición mediante instituciones sociales, estructuras normativas, pautas de valor y sistemas simbólicos. Estas no son determinantes culturalmente hablando, ya que los agentes desarrollan grados múltiples de compromiso con la posición que ocupan y asumen posturas políticas donde optan en sus prácticas de sentido común qué hacer desde esa posición. Según Bourdieu el principio de la acción está entre la historia objetivada en las cosas en forma de estructuras sociales y la historia encarnada en los cuerpos en forma de habitus. El habitus, concepto central de Bourdieu, es esencial para comprender los intríngulis culturales de las masculinidades 13. Las disposiciones de las que se trata en el caso de las masculinidades se adquieren por toda una serie de acondicionamientos propios a modos de vida particulares donde los hombres y mujeres desarrollan sus vidas cotidianas. El Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 20 �habitus es por tanto lo que define a una clase o grupo social en relación con otras que no comparten las mismas condiciones sociales, en este caso los hombres que detentan una masculinidad sobre las mujeres y sobre otros hombres que pertenecen a las masculinidades. Esto implica que a los heterogéneos lugares de los actores en un espacio social dado les corresponden un estilo de vida que es expresión simbólica de las diferencias inscriptas objetivamente en las condiciones de existencia 14. Podemos decir que el habitus es lo que permite que los actores se orienten en el espacio social propio y que adopten prácticas acordes a su origen social y al contexto donde desarrollan su vida cotidiana. El habitus hace posible que los hombres pertenecientes a un determinado tipo de masculinidades elaboren estrategias que anticipen la acción, tuteladas por “esquemas de percepción, de pensamiento, de acción” (Bourdieu, 1996: 91). Estas provienen del proceso de socialización donde el actor ha internalizado normas y valores del contexto sociocultural donde se ha educado. Pero además provienen de la experiencia vivida por el sujeto que ha enriquecido sus estrategias cotidianas 15. En la sociología desarrollada por Michel Freitag (cit. por Ritzer, 2008), la modernidad es una condición de la reproducción de la sociedad fundamentada por el espacio político de sus dispositivos de normatización por oposición a la tradición. Por tanto, el modo de reproducción del conjunto y el sentido de las acciones que se practican es reglamentado por dimensiones culturales y simbólicas específicas. Esta modernidad legitima una serie de discursos que regulan la vida cotidiana y constriñen el cuerpo de los seres humanos. Un pensamiento de corte binario inaugurado por la modernidad se establece como un modelo estructurador excluyente que funciona como constructor de estereotipos para que los actores sociales concienticen su lugar en el mundo y su rol dentro de él. Según Follari la modernidad “tuvo como propósito entonces, poner a la razón, en el estricto sentido de la razón calculatoria, en el centro de su Proyecto de dominio científico-técnico del mundo…” (2005: 5). Por tanto, la modernidad tiene como una de sus fuentes sustentables la separación entre naturaleza y sociedad, siendo una estructuración del mundo en binarios opuestos desde los imaginarios sociales. Pensar Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. desde aquí la Página 21 �heteronormatividad de las masculinidades implica ver una de las expresiones menos invisibilizadas del pensamiento binario, una única forma de relacionar los sexos (Butler, 1990), excluyéndose otras posibilidades de ver la diferencia. Es sumamente interesante la perspectiva en que Foucault (2006) aborda el fenómeno, si bien no de las masculinidades, pero sí la formación del sujeto y sus identidades principales (entre las que nombra el género) en la modernidad. Estas identidades están construidas desde el discurso, que funciona como un dispositivo del poder desde donde se controla la sexualidad, el deseo, el cuerpo. El sociólogo francés denomina biopoder a este grupo de mecanismos16. Esta concepción nos permite comprender cómo en la modernidad las identidades genéricas con clasificadas con la dicotomía anormal/normal, y por supuesto que las prácticas sexuales “normales” son las que se inscriben en la heteronormatividad, y todo lo que excede los límites de lo “normal” es estigmatizado, por tanto las prácticas sexuales prescriben identidades. Desde el discurso de Foucault (1984) la sexualidad funciona como un dispositivo social de disciplina y control, e incorporado al poder que funciona en los estados modernos. Este poder tiene sus orígenes en el discurso heteronormativo que es internalizado por los individuos y que norma sus cuerpos y sus deseos, legitima un poder que disciplina y nos convierte en los disciplinadores de los “otros desviados”. El biopoder constituye a las personas en agentes subjetivos del control y por tanto normaliza y disciplina simbólicamente. Naturaliza un orden dado sin necesidad de violencias directas. Un conjunto de lazos de interdependencia que definen configuraciones sociales específicas para cada contexto histórico es, según Elías, como se construyen y legitiman las sociedades (Norbert Elías, 1989). En el caso de las masculinidades las sociedades estarían constituidas por unas configuraciones de actores sociales masculinos que no existirían fuera de los individuos, así como los actores sociales no pueden existir fuera de las sociedades que integran. Dichas relaciones de interdependencia describen la distribución social del poder al interior de las masculinidades. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 22 �Mirado desde este punto (Elías, 1996) denota por tanto que las masculinidades usan el poder de coacción de las normas sociales como recurso primordial para mantener el control y sus posiciones de poder como grupo privilegiado. Su enfoque privilegia el análisis de las relaciones de género como posiciones sociales, lo que comprendería la masculinidad como un estado de poder sostenido por un tejido de relaciones sociales y atravesadas por disímiles campos de poder que legitiman el sistema establecido haciéndolo parecer como algo naturalizado. La definición posicional desarrollada por la académica Alcoff (1989) amplía las concepciones teóricas de Elías y las lleva al campo de la teoría feminista de la identidad. Según Alcoff la mujer se define como concepto no solo por sus atributos biológicos o psicológicos sino por el contexto externo donde esta se sitúa. Su status determina la posición relativa de la mujer, así como su relación con los hombres en un contexto histórico. Esta definición posicional convierte a la identidad en relativa pues depende de un contexto cambiante, lo mismo para las mujeres que para los hombres. Si se definiera a las masculinidades de esta red de relaciones podríamos decir que por su posición hacia el interior de la red está empoderada y legitimada mientras que las mujeres deben luchar por su posición política trabajando sobre la idea de que ocupan una posición inferior no por “incapacidad biológica” sino porque su posición dentro de la red carece de poder y de movilidad y requieren de un cambio brusco para empoderarse en un contexto sociocultural e histórico donde el hombre domina las relaciones sociales. Las masculinidades son relacionales. En esta red está presente la posición social de poder y prestigio que ocupan los hombres y que amplía su jurisdicción de acción y sus oportunidades de dominio. Las masculinidades entonces acumularían distintos tipos de capital simbólico que legitimarían y reproducirían su status privilegiado en distintos campos. Es importante tener en cuenta la teoría de Bourdieu y sus referentes simbólicos para comprender la oposición binaria que se da en las relaciones de género en “un universo donde [...] las diferencias sexuales permanecen inmersas en el conjunto de las oposiciones que organizan todo Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. el cosmos, los Página 23 �comportamientos y los actos sexuales están sobrecargados de determinaciones antropológicas y cosmológicas” (Bourdieu, 1996: 16). Las masculinidades en su uso moderno del término podemos decir que la propia conducta es resultado del tipo de persona. Es decir, una persona no masculina se comportaría diferentemente: sería pacífica en lugar de violenta, conciliatoria en lugar de dominante, indiferente en la conquista sexual, y así sucesivamente. Esta concepción presupone una creencia en las diferencias individuales y en la acción personal. Pero el concepto es también inherentemente relacional. La masculinidad existe sólo en contraste con la femineidad. Una cultura que no trata a las mujeres y hombres como portadores de tipos de carácter polarizados, por lo menos en principio, no tiene un concepto de masculinidad en el sentido de la cultura actual europea o americana. El sociólogo inglés Giddens (1999) conceptualiza la estructura social desde una posición crítica del funcionalismo, ya que en su concepción los sistemas no tienen estructuras, sino más bien propiedades estructurales, que por tanto influyen en los actores sociales, en los grupos de individuos, en su práctica social. Desde la perspectiva de las masculinidades estas propiedades podrían verse de dos formas: las prácticas masculinas que comparten grupos de hombres y que serían propiedades estructurales legitimadas por Reglas y que su vez podrían ser semánticas y normativas; y la segunda serían los Recursos que poseen los hombres que poseen estos para influir en el resto de los grupos (mujeres, niños, ancianos, hombres pertenecientes a otras masculinidades). Según Giddens esta se revela de dos formas: Autoritaria (no material) y Distributiva (dinero, propiedades, etc.), por tanto las Reglas y los Discursos perteneciente a los hombres que integran las masculinidades permitirían la presencia de prácticas sociales regulares que legitimarían y reproducirían un sistema androcéntrico a lo largo del tiempo. Consideramos que las teorías sustentadas por estos pensadores de la modernidad significaron un paso de avance en los estudios de masculinidades ya que establecieron diferencias hacia el interior de los grupos de hombres; describieron la construcción de los habitus masculinos que incorporan en estas la memoria colectiva. También conceptualizaron las masculinidades como una Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 24 �especie de capital cultural interiorizado o incorporado, y describieron la influencia que los procesos de la modernidad han tenido en la construcción de las diversas identidades masculinas, así como de la sexualidad como norma y dispositivo moderno de poder. Significó un escalón superior respecto a los pensadores clásicos debido a que sentaron pautas para los próximos estudios de masculinidades al hablar de violencia simbólica y de relaciones de dominio entre mujeres y hombres y hacia el interior de los grupos masculinos. 1.2 Un acercamiento a las masculinidades desde las teorías de género. Los estudios de masculinidades en América Latina y Cuba. Podemos aseverar que los estudios de masculinidades son recientes, basta con decir que comenzaron en el mundo anglosajón a finales de los años setenta, cuando grupos de académicos se interesaron por las dinámicas propias de la vida de los varones y el proceso de construcción cultural de su género. Las estudiosas feministas anglosajonas promovieron el uso de la categoría gender (género) en las década de los años 70 del siglo XX para poder diferenciar las construcciones sociales y culturales de las biológicas. Se puede precisar que además de un interés académico para poder interpretar mejor la realidad social, estas académicas tenían objetivos políticos: precisar que las características que el imaginario cotidiano denominaba como “femeninas” eran internalizadas por las mujeres mediante un complejo proceso de culturización y no derivadas naturalmente por su sexo biológico. Trataban de distinguir entre sexo y género para legitimar su base teórica a favor de la igualdad de las mujeres y en contra del sistema patriarcal. Luego, la categoría género llevó a los académicos “a una interpretación, simbolización y organización de las diferencias sexuales en las relaciones sociales” (Lamas, Marta, 1996, 327)17. No obstante los escritos desde la tradición intelectual feminista sobre la situación de mujer comenzaron tempranamente. El texto Thetenth Must Lately Sprung Up in América de Anne Bradstreet publicado en 1650 comenzaría un enfoque que se fortalecería como corpus teórico mucho tiempo después Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 25 �(Bonino, 1996: 21). Abundan las obras que tocan el tema femenino escritas por mujeres que analizaban su situación durante los siglos XVIII, XIX y XX. Estos antecedentes sustentan un número elevado de producción académica de la década del 60 que marca una línea divisoria respecto al surgimiento del enfoque de género. Algunos textos clásicos que fortalecieron esta perspectiva feminista fueron: Concerning Women (1931) de Virgina Wolf (Wolf, 1993); El segundo sexo (1957) que ya hemos tratado en nuestra investigación, de Simone de Beauvoir y Sex and Gender (1960) de Stoller Robert. Por otra parte en el imaginario cotidiano y en algunos textos de la bibliografía consultada existe cierta confusión cuando consideran que en los estudios de género sólo se desarrollan las investigaciones sobre la mujer. Esto se debe a que los estudios sobre la mujer han ocupado en los últimos tiempos la mayor parte de la atención de muchos cientistas sociales. Esto, unido a la aplicación de proyectos e investigaciones financiadas por agencias de cooperación, gobiernos, organismos internacionales y otras instituciones que trabajan en función de regenerar determinadas actividades humanas que afectan la calidad de vida de la mujer (violencia física, psicológica, económica, patrimonial, simbólica, desempleo, derecho al aborto, etc.). Evidentemente el género, como categoría, comprende también a los hombres pues describe grosso modo las construcciones sociales, culturales e históricas que establecen y legitiman las normas, valores, prácticas culturales, símbolos, creencias, en fin, todo un modo de ser y pensar de hombres y mujeres que dependen del contexto sociocultural donde desarrollan sus vidas que no es inmutable, es cambiante y tiene tantas variaciones como sociedades existen. Por otra parte a finales del siglo XX, se apresuró la interpelación de un sistema de relaciones sociales de género asentado en una organización que atravesaba tanto la esfera de lo público como de lo privado. Hasta ese momento estaba naturalizado el hecho de que los hombres participaran más activamente que las mujeres en el mundo público, entendiéndose por este los asuntos del Estado, la producción de artes, ciencias y la economía. A las mujeres el funcionamiento sistema efectivo patriarcal del les ámbito asignaba privado, la a responsabilidad través del del cotidiano mantenimiento del hogar y de sus miembros. Evidentemente las vidas Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 26 �cotidianas de los hombres y mujeres se percibían como si estuvieran delineados por un determinismo biológico y no por la cultura. Se debe tener una obligada referencia a los estudios feministas para comprender el inicio y desarrollo de los estudios de masculinidades. Por razones de espacio no se puede abundar al respecto, pero debemos destacar la investigación que ha realizado Mara Viveros (2007) en su investigación sobre las teorías feministas y su relación con los varones y los estudios de masculinidades. Hace énfasis en la importancia de las teorías feministas y sus significativos aportes para la construcción del marco teórico y epistemológico de los estudios contemporáneos sobre masculinidades. Viveros en su trabajo (2007) menciona la crítica de las teóricas feministas a la apropiación masculina de todos los aspectos sociales de la vida cotidiana; después menciona que en la década de los sesenta, ciertas representantes del feminismo liberal lidiaron para obtener cambios en las leyes y lograr que los bienes y las oportunidades sociales fueran distribuidos por igual entre hombres y mujeres (Viveros, 2007). Entre los años setenta y ochenta del siglo XX se desarrollaron corrientes académicas que proponían la reevaluación y conformación de una nueva feminidad. El modelo de apropiación masculina de los espacios políticos, económicos y culturales, de ficticia funcionalidad, se legitimaba constantemente en la legislación sobre familia, en las políticas de Estado, en la reglamentación del mercado de trabajo y en múltiples elementos ideológicos que conforman el imaginario simbólico de la sociedad. Pero como todo modelo hegemónico la organización de la sociedad en función de tales patrones de género se enfrentó a oposiciones constantes que fueron alterando su configuración y que abrieron el camino para el cambio (Lamas, Marta, 1996). Simone de Beauvoir en su obra clásica El segundo sexo opina citando a Poulan de la Barre que “Todo lo que ha sido escrito por los hombres sobre las mujeres es sospechoso, ya que ellos son a la vez juez y parte” (Beauvoir, 2005: 1). Esta pensadora se inscribe dentro de la corriente de la crítica ilustrada al prejuicio, óptica que seguirá toda su vida de defensa de los derechos de las Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 27 �mujeres. Su afirmación “No se nace mujer, se llega a serlo” (Beauvoir, 2005: 3) es el principio de la construcción de las teorías feministas que la precedieron. Beauvoir construye su discurso feminista basándose en una crítica a la modernidad donde opina que esta generó un proyecto social en el que las mujeres quedaron prácticamente excluidas de las dimensiones políticas, sociales, científicas, de los pactos de poder y por tanto fuera de lo público. Su dimensión se limitó al ámbito doméstico (Beauvoir, 2005: 231). Pero la modernidad, vista desde esta perspectiva, no solo definió los ámbitos en que hombres y mujeres interaccionaban en su cotidianidad sino la resignificación de los espacios sociales de lo femenino y lo masculino, legitimando que lo masculino es el espacio de construcción de discursos desde el poder, de lo político, de lo ético, de la producción simbólica y cultural y por tanto del poder en sí mismo. En cambio lo femenino se limita al espacio privado, cerrado del matrimonio, la maternidad y el trabajo doméstico (Beauvoir, 2005: 242). Los movimientos feministas comenzaron a establecer premisas científicas en un intento de teorizar y explicar las causas estructurales de discriminación de las mujeres. Evidentemente la teoría más importante, concebida, en ese momento fue la del patriarcado como sistema social de opresión sobre las mujeres, ya que sostenía que las sociedades modernas eran patriarcales y que reproducían y sostenían en su seno una relación jerárquica que empoderaba a los hombres sobre las mujeres, estableciendo una relación hegemónica sobre estas. El poder patriarcal ha sido naturalizado a través del proceso de socialización en todas las sociedades, guardando diferencias culturales según el tipo de sociedad, pero manteniendo en esencia el poder de los hombres. Este poder solo ha sido cuestionado desde la academia, no existiendo una oposición clara desde el imaginario cotidiano de la sociedad. Podemos afirmar que los cuestionamientos al entramado simbólico e ideológico del patriarcado 18 comenzaron con el Movimiento Feminista Internacional en su Segunda Ola con sus luchas y exigencias de reivindicaciones, los Movimientos Sociales de Liberación Nacionales, y otros de gran impacto para la vida de las mujeres Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 28 �como el Movimiento de Liberación Sexual de la década del 60 del pasado siglo XX. (Barbieri, Teresita, 1997; Lamas, Marta, 1996; Lagarde, Marcela, 1997). Existieron otras perspectivas feministas que tenían como médula la crítica a la violencia masculina sobre las mujeres y la alienación del cuerpo femenino. Hubo precisiones alrededor de las masculinidades que la proponían como “algo intrínsecamente perjudicial para las mujeres y los demás varones y (…) como algo abyecto. Estas corrientes pretendían alcanzar la equidad de género aboliendo o transformado radicalmente a los hombres y a la masculinidad” (Viveros, 2007: 26)19. Las teorías feministas tuvieron suma importancia para el surgimiento y desarrollo de los estudios de masculinidades al visibilizarlos como actores dotados de género y brindarles un apoyo gnoseológico para que estas estudien a ese otro desconocido que era el hombre dentro de las relaciones de género. No obstante creemos que una limitante de las indagaciones feministas de esta época fue colocar al hombre en un solo grupo: el de la masculinidad patriarcal, y avasalladora de la mujer, una masculinidad violenta, cuando realmente coexistían y están presentes muchas masculinidades, ya que no hay una de ellas en singular: cohabitan diferentes modelos de masculinidad construidos en dependencia de la racialidad, las clases sociales, entornos rurales, citadinos, culturas y grupos etarios. En otras palabras concibieron la dominación masculina como homogénea, y pensaron por tanto la dominación patriarcal como desarrollada por una masculinidad, cuando realmente todas las masculinidades tienen sus propias estrategias de dominación y legitimación. Cada una de estas masculinidades tiene una diferente espacialidad y una jerarquía social diferenciada que depende de las diversas prácticas sociales consideradas masculinas. Otra limitante es que las feministas se concentraron en evidenciar la sumisión de las mujeres por los hombres, pero no se percataron de la fisura de su modelo, ya que otras masculinidades también estaban sojuzgadas por las masculinidades de corte hegemónico, en una dominación encubierta20. Un sesgo importante de sus indagaciones es que las desarrollaban usando herramientas epistemológicas desde una ciencia androcéntrica, hecha desde el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 29 �poder masculino, porque lo primero que había que hacer era deconstruir estas herramientas para que dieran resultados válidos (Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011: 12). Los estudios efectuados desde las ciencias sociales sobre el género de las masculinidades se han convertido en un área especializada; área que primero permanece circunscrita al estudio de las mujeres, y a partir de los años 70 y 80 del siglo XX, se desarrolla con la problemática de las masculinidades. Dichos estudios desarrollados principalmente en los países anglosajones (Canadá, EE.UU., Gran Bretaña y Australia) se han efectuado bajo la denominación de Men's studies. Después de un primer instante, en que se considera que los estudios sobre la mujer eran necesarios como resultantes de visibilizar su situación y denunciar inequidades, desigualdades y modelos de legitimación sustentados en el poder masculino21, se pasó a un segundo momento donde estos estudios se basaron en una conexión de desigualdad y de las relaciones de dominación. Luego se pasó a considerar que el hombre era otro desconocido para las ciencias sociales desde la perspectiva del género 22. Cuando se hablaba del hombre se le estaba pre-identificando a partir de un solo modelo, se estaba acudiendo explícita o tácitamente a una sola concepción del mismo (la del hombre patriarcal por supuesto). Los Men's Studies; sin embargo, van a plantear que no existe la masculinidad en singular, sino múltiples masculinidades, y que las concepciones y las prácticas sociales en torno a la masculinidad varían según los tiempos y lugares, que no hay un modelo universal y permanente de la masculinidad válido para cualquier espacio o para cualquier momento (Jociles Rubio, María Isabel; 2001:1).23 El libro Hand and Heavy: Toward a New Sociology of masculinities (Carrigan, Connell, Lee; 1985) es en nuestra opinión el primer intento de sistematización de las corrientes que predominaban en ese momento en el mundo de estudios académicos anglosajón en los estudios sobre masculinidades. En este texto Tin Carrigan, Bob Connell y Jhon Lee, hicieron referencia a las siete corrientes fundamentales que estaban presentes en la época. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 30 �1. Liberación Masculina: Descripción de los comportamientos típicos de la masculinidad tradicional, como la opresión, agresión y dominación de la mujeres, niños y ancianos. Desprenderse de estos era considerado como una liberación. 2. Reacción antifeminista: Criticas a las teóricas feministas y su conceptualización del concepto de patriarcado y de opresión de género. 3. Descripción progresista: Tendencia a favor de la equidad de los sexos, pero sin renunciar al dividendo patriarcal. 4. Movimiento de crecimiento personal: Consideraban que a través de la mejora como individuos en los hombres, se podría llegar a la construcción de una sociedad más equitativa para los géneros. 5. Movimiento profeminista: Se origina en el reconocimiento por parte de los hombres del poder y los privilegios que disfrutan en una sociedad dominada por ellos, por tanto están en principio de acuerdo a los conceptos construidos por las feministas. 6. Hombres radicales: Se origina en el estudio a grupos de hombres que deciden seguir con sus prácticas androcéntricas y patriarcales en una sociedad donde la mujer ocupaba cada vez más espacios asociados al poder en todas las dimensiones. 7. Análisis académicos. Análisis desde la academia sobre la relación masculinidad-opresión, estudios macro estadísticos y del status de los hombres ante las nuevas posiciones obtenidas por las mujeres durante la segunda ola feminista. Todas estas tendencias tuvieron su base epistemológica en los estudios feministas, incluso cuando algunas refutan sus teorías drásticamente. Cuando revisamos dichas directrices y su sistematización, nos percatamos que sus autores tuvieron limitaciones como la de no operacionalizar los análisis académicos producidos; en muchos casos al efectuar investigaciones macro, incurrían en errores epistemológicos al no valorar lo suficientemente la importancia de los estudios micro y las interacciones cotidianas que ocurren entre hombres- hombres- mujeres que construyen negociadamente los roles de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 31 �género y, por otra parte, la ausencia de una perspectiva holística de este ámbito de los estudios en dicha época. Según Kimmel (1994) la producción internacional de los años 90 del siglo XX estuvo signada por los siguientes aspectos: 1- La reflexión histórica y antropológica sobre las masculinidades. Son importantes los trabajos de Ownby (1990), Carres y Briffit (1990), Gilmore (1994) y Hewlett (1991). Dichos textos hacían énfasis en las raíces histórico – culturales de las masculinidades con la presunción de la existencia en todas las culturas de factores comunes a la hora de designar en el imaginario colectivo las características que deben tener los hombres pertenecientes a masculinidades hegemónicas. Estamos de acuerdo con Gilmore (1994) cuando este declara que más que una universalidad de las masculinidades se debe de hablar de tendencias, paralelismos, acercamientos a rasgos masculinos en la cultura de las civilizaciones, sobre todo, occidental. En nuestra opinión no existe una estructura cultural que arquetipe las diferentes masculinidades en todo el mundo, sino tendencias contextuales que dependen de los habitus y de los campos de las masculinidades. 2- Teoría Social de la masculinidad. Esta surge como reacción a la importancia (y los estudios casi exclusivos) que venían tomando en el ámbito académico los estudios de género, sobre la mujer y dejando de un lado los estudios sobre los hombres, por carecer de importancia, según las feministas. Los principales trabajos son los de Bri Han (1989), Hean (1991), Morgan (1991), Connell (1997), Seidler (2006). Opinamos que estas teorías tienen la fortaleza epistemológica de aportar a los estudios de masculinidades una serie de conceptualizaciones por las que aún hoy se rigen los estudios de masculinidades, con la limitante de que mayormente parten de un paradigma funcionalista que evita, minimiza o invisibiliza los estudios de corte microsociológicos y sus rutas de análisis. 3- La perspectiva mitopoética, de Robert Moore y el poeta Robert Bly (1998). Surge en la búsqueda del reencuentro de la energía masculina Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 32 �en tiempos de “feminización de los hombres”. Se basa en conceptos profundamente patriarcales expresado en su libro Iron Jhon, este está escrito desde presupuestos opuestos al feminismo e influidos por el psicoanálisis de Jung. Sostiene planteamientos sobre la existencia de un animus y de un ánima en todo hombre. Bly señala como causa de esta crisis de masculinidades el olvido de la verdadera masculinidad a que nos ha llevado la Revolución Industrial y las crisis de la familia tradicional. Consideramos este un pensamiento misógino y patriarcal, que limita el proceso de homosocialización e impide el acceso a una verdadera equidad de género. En la actualidad en el mundo anglosajón las principales perspectivas de los estudios son las siguientes: - La perspectiva conservadora o fundamentalista machista que sostiene que el rol masculino y sus funciones tienen su fundamento en su naturaleza biológica que es diferente en hombres y mujeres, así como las corrientes religiosas que se oponen a los derechos de las mujeres, estos se oponen a los derechos de los homosexuales o de otras manifestaciones que ellos consideran “desviadas”. - La perspectiva de los derechos masculinos (Men´s Right) que surge en los años 80 del pasado siglo y que la compusieron varones que defendían derechos patriarcales igualitarios. Muchos sostienen una posición de reclamo de sus derechos que consideran “usurpados” por las feministas. - La perspectiva mitopoética, que es fuerte sobre todo en los Estados Unidos, apoyada por hombres que siguen al poeta Robert Bly y buscan el reencuentro de la “energía masculina” en tiempo de feminización de los hombres. - La perspectiva profeminista que surge en los países anglosajones y escandinavos a principios de los setenta del pasado siglo, asociadas a los movimientos por los derechos civiles, en el ámbito académico se Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 33 �inserta en los Men´s Studies, que incorporan a sus análisis la categoría género, con lo que amplían las bases de sus criterios y reflexiones. Según Connell (2006), las definiciones de masculinidad y las nociones relativas a la identidad, la hombría, la virilidad y los roles que de esta se desprenden, en su mayoría tienen en cuenta la realidad social y cultural de las personas; pero a la hora de caracterizarlas como masculinas, se parte de cuatro enfoques fundamentales que, en ocasiones, suelen combinarse con la práctica a partir de las cuales los investigadores definen y emplean el concepto de masculinidad: 1. El enfoque esencialista: Usualmente recoge un rasgo que define el núcleo de lo masculino, y le agregan a ello una serie de rasgos de la vida de los hombres. 2. El enfoque positivista: Mediante este enfoque se da a conocer la masculinidad a través de una definición simplista, concibiéndola como la expresión de lo que los hombres realmente son de acuerdo a sus características biológicas y los supuestos comportamientos que espera de él la sociedad. 3. El enfoque normativo: Aquí el tema trata sobre el reconocimiento de las diferencias entre hombres y mujeres, ofreciendo un modelo que contempla la masculinidad como lo que los hombres deberían ser. 4. El enfoque semiótico: Este enfoque va más allá del nivel de Ia personalidad mediante un sistema de referencia simbólica en que se contrastan los lugares masculino y femenino. (Connell, 2006: 24). Connell (1997) clasifica los grupos de masculinidades de la siguiente forma: hegemónicas, marginales, de complicidad y subordinadas. - Masculinidades hegemónicas: Son aquellos grupos de hombres practicantes de una ideología patriarcal que los privilegian al asociarlos con ciertas formas de poder. Las masculinidades hegemónicas concretan formas exitosas de “ser hombre” y paralelamente estigmatizan otros estilos masculinos como inadecuados o inferiores. Estas serían las “variantes subordinadas”. Hay que precisar que esta masculinidad ocupa Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 34 �la posición hegemónica en “un modelo dado de relaciones de género, una posición siempre disputable”24. (Carrigan, Connell y Lee, 1985: 78). - Masculinidades cómplices: “masculinidades construidas de manera que incorporan el dividendo patriarcal, sin los riesgos o tensiones” de parecer heteronormativos o violentos (Connell, 1997: 79) - Masculinidades subordinadas: “La hegemonía se refiere a la dominación cultural en la sociedad como un todo. Dentro de ese contexto general hay relaciones de género específicas de dominación y subordinación entre grupos de hombres” (Connell, 1997: 79). Por tanto los hombres pertenecientes a este tipo de masculinidades (homosexuales, hombres con baja instrucción, etc.) están subordinados simbólicamente a los hombres pertenecientes a las masculinidades hegemónicas. - Masculinidades marginadas: Se refiere a “las relaciones entre las masculinidades en las clases dominante y subordinada o en los grupos étnicos. La marginación es siempre relativa a una autorización de la masculinidad hegemónica del grupo dominante” (Connell, 1997: 80). Esta clasificación la realiza básicamente sobre estudios realizados en sociedades occidentales anglosajonas, pero su principal aporte está en el sentido de que entregan un marco para analizar a hombres que pertenecen a esos grupos y al no ser tipos ideales de carácter inmovible, sino configuraciones de prácticas simbólicas, negociadas, actuadas en un contexto determinado, considerando como contexto también el cuerpo de los hombres, un contexto dinámico, inserto en una estructura social cambiante de relaciones de género. Esta no ha variado mucho desde entonces, ya que en los estudios de masculinidades, hasta hace poco, no se hacía énfasis en generar nuevas teorías. Al acercamos a las categorías de Connell desde una perspectiva crítica nos percatamos de las fisuras en el modelo de relaciones de masculinidades, propuesto por él. Digamos que las categorías subordinación y marginación pueden ser repensadas por varias razones: su polisemia, ya que no queda clara una distinción para su uso en diferentes casos. Define la subordinación con el ejemplo de los hombres homosexuales, que es discutible porque en Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 35 �determinados contextos, al ser la masculinidad una categoría cambiante en tiempo y espacio, los hombres homosexuales pertenecerían a masculinidades hegemónicas aunque tuvieran "la confusión simbólica con la feminidad" (1997: 41), (si bien Connell, entre las subordinadas, también menciona a "hombres y muchachos heterosexuales que también son expulsados del círculo de legitimidad", (1997: 41)). Cuando se refiere a las masculinidades marginadas, si bien contempla también las relaciones de clase y raza hacia el interior de estas, no explica que la marginación comparta igual definición y uso que la subordinación, no existiendo suficiente claridad al respecto. A los efectos de nuestra investigación estas categorías pueden resultar herramientas simplificadoras y demasiado amplias, contradiciendo la multidimensionalidad de la categoría género postulada en nuestra investigación. Por otra parte él no explica sus categorías relacionalmente: los propios homosexuales que toma de ejemplo, a la vez de ser víctimas de la marginación y la subordinación patriarcal, ellos pueden reproducir en diversos ámbitos discriminaciones hegemónicas de igual tipo, hacia otras minorías masculinas (con menos capital social, económico, simbólico, etc.) y hacia las mujeres. El autor introduce cuatro indicadores de corte eminentemente macro: nivel económico, racialidad, instrucción y clase social. Al explicar la jerarquía que existe al interior de las masculinidades no explica que esta se da también hacia el interior de los grupos de iguales en la niñez. Como se observa no privilegia los aspectos esenciales sistematizados en este trabajo. Consideramos que los autores de masculinidad en general hablan de una identidad internalizada en hombres adultos, como resultante, pero obvian el proceso de construcción de esta, y es en la infancia donde se construye, de ahí una de las razones de analizar este. En América Latina los estudios inaugurales sobre masculinidades se centraron en la determinación de las causas sociales de la construcción de la identidad masculina (Ramírez, 1993) y (Nolasco, 1995). Otros estudios abordaron la importancia del contexto social, como Henao (1994), Gutmann (1999), Escobar (1998), Olavarría (2001). Viveros afirma que estas investigaciones enfatizaron en los efectos del contexto económico, político y social sobre las relaciones de género en las que se construyen éstas. (Viveros, 2003) Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 36 �Luego de la revisión bibliografía del tema podemos decir que los estudios de masculinidades en América Latina en la actualidad siguen las siguientes líneas: - Investigaciones de corte marxista sobre masculinidades y clases sociales (Bastos, 1998; De Suremain Acevedo, 1999). - La construcción de las masculinidades en sectores sociales dominantes y su relación con el ingreso económico (Kogan, 1996 y Fuller 1997, 2001). - La relación entre masculinidades e identidades étnico-raciales (Octavio Paz ,1959; Palma, 1990; Fachel Leal, 1997; Montecinos, 2002 y Viveros, 2007). - Estudios de paternidad (Fuller, 1997; Villa, 1996; Gutmann, 1999). - Los ámbitos de homosocialidad masculina en espacios privados y públicos, que incluyen centros de trabajo y lúdicos (Fuller, 1997; Villa, 1996; Olavarría, 2001). - La salud reproductiva y la sexualidad masculina (Tolbert, 1994; Figueroa, 1995; Salcedo, 1995; y Viveros (2003, 2007). Estamos de acuerdo con Viveros cuando opina que los estudios mencionados documentan transformaciones y comportamientos cotidianos de los hombres en las dos últimas décadas, pero además dan cuenta de la diversidad de significados que tiene la masculinidad que aparece como una manifestación histórica y una construcción social. Hasta la fecha el último estudio que se ha desarrollado en América Latina, intentando sistematizar estudios anteriores y diagnosticando problemas actuales de las masculinidades en la región ha sido The Men and Gender Equality Policy Project (Proyecto Hombres, Equidad de Género y Políticas Públicas). Este es un proyecto de varios países, coordinado por el Instituto Promundo y The International Center for Research on Women (ICRW) y que se ha desarrollado durante el 2012. En este proyecto participan Brasil, Chile y México, También lo integran otros países que no pertenecen al área latinoamericana como Croacia, India, Ruanda y Sudáfrica. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 37 �Este ha sido uno de los proyectos más importantes de los últimos años en los estudios de masculinidades ya que tiene un enfoque multidisciplinario y holístico de las problemáticas de las masculinidades. Por otra parte ha sido también uno de los avances de sistematización más importante de los últimos años, su objetivo principal es determinar el estado actual de las masculinidades y para eso se han hecho estudios de caso y encuestas con el objetivo de levantar evidencia empírica y contribuir al desarrollo de políticas y programas que involucran a los hombres en temas como la prevención y eliminación de la violencia, la paternidad y el cuidado de hijas e hijos, la salud sexual y reproductiva, la salud de las mujeres y los hombres, el fin de la homofobia, entre otros aspectos de las masculinidades. Este proyecto busca ofrecer pautas a diseñadores y diseñadoras de políticas y decisores, para involucrar a los hombres en estos temas y socializar y difundir los resultados entre hombres y mujeres con el fin de acompañarlos a problematizar su cotidianidad. Este proyecto tiene cuatro componentes: 1. Una revisión de políticas y masculinidades en diferentes contextos. Contenida en el informe What Men Have to Do Withit: Public Policies to Promote Gender Equality y en el libro “Masculinidades y Políticas Públicas: Involucrando Hombres en la Equidad de Género” Universidad de Chile / Cultura Salud / EME. 2. El Estudio IMAGES (The International Men and Gender Equality Survey). Los resultados comparados de Brasil, Chile, India, México y Ruanda se encuentran en Evolving Men: Initial Results from the International Men and Gender Equality Survey. 3. Estudio cualitativo sobre Hombres y Cuidado (Men Who Care) con entrevistas en profundidad a hombres en 5 países. 4. Esfuerzos de Advocay e incidencia política diseminando resultados e indicadores. (Barker, Gary, 2012: 1) Este proyecto intenta describir las prácticas y opiniones de los hombres encuestados en una serie de temas relativos a la equidad de género tales como tareas domésticas, crianza, violencia de género, salud y sexualidad, etc. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 38 �Por otra parte fue importante conocer la información que tenían estos, referentes a las políticas de equidad de género. Se comprobó que existe en los países estudiados un orden de género con una larga diferencia en la equidad en las relaciones entre hombres y mujeres y en el hogar. En todas las naciones encuestadas las mujeres tienen una mayor carga que los hombres en la mayoría de las labores domésticas. Este hecho no solo ha sido dicho por las mujeres, sino reconocido por los hombres. Es notable que estos digan que participan en estas pero su percepción de la participación es de mayor magnitud de la que realmente es, según lo que le atribuyen las mujeres a dichos hombres. Estas investigaciones evidencian una escasa participación de los hombres en el cuidado de las/os hijas/os menores. En este tipo de cuidados infantiles es donde las mujeres llevan la mayor carga. En los resultados de la encuesta es notable que los hombres que fueron socializados en la infancia desde una familia educada en la cultura de la paz y con padres más participativos que tuvieran un mayor grado de participación en las tareas domésticas y mayor involucramiento en el cuidado de hijos. Así como presentaban al mismo tiempo actitudes más equitativas de género. Creemos que en los estudios de masculinidades en América Latina se advierte que existe un esfuerzo desde la academia en elaborar nuevos presupuestos teóricos que brinden una nueva mirada a las masculinidades contextualizadas en Latinoamérica, evidenciándose un alto nivel de elaboración teórica sobre la categoría “masculinidades” (Viveros, 2007). Si bien las categorías de autores extranjeros como Connell y Kaufman siguen siendo importantes ya existe un grupo de teorizaciones que brindan aportes a estos estudios desde el contexto latinoamericano, estudios que desde la condicionantes culturales e históricas han dado luces respecto a las masculinidades latinoamericanas 25. Los estudios de masculinidades en Cuba son bastante incipientes, y se han desarrollado sobre todo desde una perspectiva descriptivo–histórica, psicológica y en menor grado, sociológica 26. Según Cesar Pagés (2010) los primeros estudios de masculinidades en Cuba fueron difundidos a finales del Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 39 �siglo XX siendo para esto sumamente importante el apoyo mostrado por la Federación de Mujeres Cubanas y el movimiento de Cátedras de la Mujer en las universidades cubanas, así como el Centro de Estudios de la Mujer en 199727. Los principales antecedentes en Cuba de los estudios de masculinidades están presentes en los estudios de Patricia Ares (Universidad de La Habana) con su trabajo Virilidad, ¿conocemos el costo de ser hombres? donde introduce por primera vez en Cuba la categoría “expropiaciones de la masculinidad” (Ares, 1996: 34) a partir de conclusiones de los trabajos con grupos focales de hombres. Ares, pionera en estos estudios directa o indirectamente, influyó y derivó sus preocupaciones epistemológicas hacia otras indagaciones como las de Ramón Rivero Pino sobre masculinidades y paternidad (Rivero, 2003) y las de María Teresa Díaz (CENESEX), con su trabajo con grupos de varones a través de proyectos de colaboración internacional y sus estudios sobre el trato que se le brinda a las diferentes masculinidades en los medios de comunicación masiva en Cuba 28. En el 2007 se funda en Cuba la Red Iberoamericana de Masculinidades (http:/www.redmasculinidades.com) que le ha dado un nuevo impulso al estudio de estas en Iberoamérica. Este grupo se interesa sobre todo por los temas relacionados con violencia, migración, raza, salud masculina, sexualidad y deporte. En el año 2012 esta red se ha extendido a los estudios de masculinidades en África, incluyendo a seis países pertenecientes a la red, ahora denominada Red Iberoamericana y Africana de Masculinidades (RIAM)29. La sección de Masculinidades de la Sociedad Cubana Multidisciplinaria de Educación Sexual (SOCUMES) ha precisado en uno de sus encuentros diversas categorías que son muy útiles metodológicamente para definir las formas históricas de las masculinidades, independientemente de que estas pertenezcan a grupos hegemónicos o marginales: entre ellas está la tradicional, que perpetúa y reproduce las inequidades entre los géneros; las de tránsito que lleva implícito la equidad de las relaciones y la llamada categoría de ideal posible, que implica una superación de las expropiaciones con enfoque simétrico de relaciones sociales. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 40 �En las entrevistas a expertos desarrolladas a especialistas de la temática estudiada en Cuba, Julio Cesar Pagés y Ramón Rivero Pino 30, estos especialistas opinaron que los estudios de masculinidades en Cuba tienen las siguientes líneas como guías principales en su desarrollo: 1. El costo para los varones de la masculinidad hegemónica. 2. Estudios de familia que abordan los roles que desempeñan los varones en su interior. 3. Paternidad. 4. Construcción socio histórica del varón. Los estudios cubanos de masculinidades carecen de un estudio de corte macro que nos brinde la panorámica de los diferentes problemáticas asociadas a las masculinidades en todo el país. Se está de acuerdo con Rivero cuando nos muestra las limitaciones de dichos estudios por carencias transdisciplinarias y multidisciplinarias, así como la ausencia del tratamiento de estos temas en los medios de difusión masiva, aunque en la actualidad temas como la homosexualidad y el cuidado paterno sean comunes en el cine y la televisión cubana, pero abundando en estereotipos sexuales y de roles de género en el caso de la homosexualidad, lo que limita su intención educativa. Creemos válido el concepto de masculinidades del Dr. Rivero cuando nos dice que “Las masculinidades podrían ser definidas como significaciones y prácticas asociadas a las distintas formas de ser hombre, instituidas e instituyentes por hombres y mujeres a nivel de vida cotidiana, de las cuales nos apropiamos a través de vínculos que sostenemos en nuestros espacios de socialización.”(Rivero, a, 2012: 2). Los estudios contemporáneos de masculinidades se han centrado en temas como las luchas por el poder, el parentesco, la paternidad; estos, pese a que no han superado completamente la etapa funcionalista, no se han esforzado por construir una teoría sistemática sobre las diversas masculinidades, centrando sus esfuerzos en estudiar varios de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. los temas referidos Página 41 �anteriormente y creando categorías polisémicas y contradictorias en muchos casos31. A esto se le suma que en muchos casos al dirigir sus investigaciones a los hombres reiteradamente se desvía la atención de las mujeres, las invisibilizan y las excluyen como participantes, obviando que cualquier indagación sobre las masculinidades obligatoriamente debe entenderse en el contexto relacional mujer-hombre, colocando esta relación como base epistemológica de la investigación. 1.3 La infancia, los estudios de masculinidades y la construcción de la identidad. La sociología moral de Durkheim en sus preocupaciones sobre la educación fue pionero al mostrar un interés por los niños donde la reproducción del orden social es el eje central de su sociología y, por tanto, la reproducción de patrones conductuales en la infancia. Durkheim construye su concepto de infancia sobre la ambigüedad de las disposiciones con las que nacen hombres y mujeres y, por tanto, su concepto de socialización en la infancia es afín con la educación y no extenderá su acción fuera de lo instrumental. Su relación con la infancia hay que buscarla dentro de su perspectiva pedagógica, donde la acción estará encaminada a superar la naturaleza infantil y llevarla al “estado adulto”, naturalizando las pautas conductuales impuestas por la sociedad. Por tanto, la educación será ejercida coaccionalmente para que el niño y la niña aprendan patrones socialmente aceptados en “un estado de pasividad similar al trance hipnótico” (Durkheim, 1975: 42). Creemos que Durkheim no valoraba los aspectos conflictivos del aprendizaje pedagógico, que confieren al niño o la niña su condición de agente social. Estamos de acuerdo con Lukes cuando este afirma que Durkheim “no llega nunca a explorar las contradicciones que pesan sobre la educación; tampoco se planteó la cuestión de las influencias socializadoras competitivas sufridas por el niño; y el grado en que el contexto social y las instituciones exteriores a la escuela podían afectar a su significación” (Lukes, 1984:133). Vemos que determina el nivel de socialización del niño y la niña al Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 42 �hacer énfasis en la receptividad de los menores, estableciéndolo como “el idiota cultural”, que criticaría Garfinkel (1968: 46) luego a Parsons. El tema de la violencia en la infancia y la internalización de patrones masculinos en esta tienen sus bases gnoseológicas en los estudios del psicoanálisis freudiano, que presuponía que el miedo a la castración explicaba el proceso de socialización de la masculinidad en el niño, en una lucha constante contra el deseo de volver a la experiencia de los femenino, de la unidad con la madre (Freud, 1911). Los postfreudianos (Robert Stoller 1974, Margaret Mahler 1975, Nancy Chodorov 1984 cit. por Jociles, 2001) superando la teoría de Freud, teorizaron sobre la construcción de la identidad masculina que no se aprendía por referencia al padre, sino por referencia a la figura materna, de la que trata de distanciarse subjetivamente, para superar su anterior unidad, cimentando de esa forma una identidad que la cultura androcéntrica delimita como masculina 32. Por tanto los postfreudianos han desarrollado una teoría que ayuda a los estudiosos de masculinidades a explicar la construcción de la identidad de los niños en oposición a la feminidad de la madre, pero también como un proceso más problemático que convertirse en mujer. Debemos criticar a estos postfreudianos en el sentido de que obvian en sus investigaciones la estructura social que condiciona a estos niños y que les ofrece patrones de masculinidad, relacionando el aprendizaje de estos con las relaciones homosocializadoras solamente33. Creemos que el modelo parsoniano sobre la socialización infantil adolece de la problemática de la conceptualización del proceso de aprendizaje de normas y valores que debe estar dirigido a la función satisfactoria de determinado rol y un proceso motivacional según el cual le corresponde al niño y a la niña el rol de “socializados”: la única finalidad es la reproducción de un orden social que no debe de ser cuestionado. Vemos que Parsons (1951) expone la relación entre el adulto socializador y los niños como la interiorización de pautas de orientación en la infancia. Pautas que deben de ser inmutables, siendo un denominador común entre la estructura de roles del sistema social y el sistema de la personalidad. De aquí Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 43 �podemos llegar a la conclusión de que la infancia para Parsons es la cadena que une los sistemas de personalidad y sociedad. El principal aporte de Parsons (1951) fue caracterizar la infancia como el primer instante de las vinculaciones sociales de un ser que era prácticamente biológico a la sociedad. Esto lo opuso a la imagen más individualista que la psicología evolutiva habría construido sobre el desarrollo infantil (y que sostienen aún muchos teóricos). Consideramos que la principal debilidad del enfoque parsoniano en este sentido es la deliberada ignorancia de la relación dialéctica que se establece durante la socialización de los niños y niñas, al tiempo que es sumamente discutible el aislamiento que quiere imponer a algunas pautas de orientación, sin contar con el contexto sociocultural donde se internalizan estas. Norbert Elías (1989) en su libro El proceso de la civilización explica la forma por la que se socializa a los niños y niñas: a través de la interiorización del pudor. A través de un proceso de conformación conductual los niños y niñas internalizan el utillaje normativo de la sociedad en la que viven y en el que la represión de la natural expresión y sentir de los niños tiene un papel destacado: en fin la construcción del actor adulto listo para la interacción social con sus semejantes. En la actualidad en Estados Unidos el sociólogo Scott Coltrane (2004) ha desarrollado investigaciones sobre infancia, familia y espacios públicos. Ha tratado temas de cómo lo aparentemente público y lo privado (la familia), recrean y reproducen las diferencias entre sexos y legitiman las diferencias de género. Por otra parte ha estudiado los discursos de los niños, a quienes asume como activos en la construcción de su identidad de género. En Europa los estudios sobre masculinidades e infancia se han desarrollado sobre todo en ámbitos escolares, sobre los factores educacionales que influyen en la conformación de los patrones de violencia en los niños en ámbitos rurales y citadinos, y sus construcciones discursivas (Rodríguez, P, 2010; Pescador, E, 2011; Ramírez Pavelic, 2014). En América Latina se destaca Mara Viveros (2007), quién refiere que las investigaciones de niñez y género desarrolladas en Colombia, la relación entre Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 44 �pobreza infantil y masculinidad, y a su vez la correlación con la violencia de género y violencia social34. En nuestra investigación consideramos que la construcción de las masculinidades conserva similares características hacia la futura reproducción de la violencia hacia las mujeres, otras masculinidades y lo fundamental: sobre otros niños en la dinámica que se establece hacia el interior del grupo de iguales. La identidad masculina resultado del proceso de homosocialización es contenedora de ritos, prácticas, elementos de cohesión, símbolos que garantizan la reproducción de la identidad masculina y de la violencia. Por otra parte, cuando se trabaja con modelos de prevención de la violencia siempre se habla de prevención primaria con “hombres y mujeres” y no con los niños, o educación a los niños, lo que evidencia que el enfoque positivista que han tenido en su aplicación estos modelos. Lo anterior está relacionado con el conocimiento que se tiene sobre el proceso de desarrollo en la niñez que ha sido abordado generalmente desde la psicología evolutiva, y por tanto este tipo de análisis, que destaca los aspectos del individuo ha incidido en la invisibilización del niño en los programas y las políticas preventivas. Por otra parte, la incorporación de la perspectiva de género, se identifica siempre con la población adolescente o adulta, ha llevado a no profundizar en aspectos relacionados con la identidad de género en edades tempranas. Esto para este trabajo cobra especial significación ya que evidentemente la construcción de estereotipos de género, la homosocialización, los roles, rituales e identidades tienen sus correlatos en la infancia. En el proceso de homosocialización comienza el proceso de negociación y educación que llevará finalmente a que el niño aprenda en sociedad los estereotipos de lo que significa ser hombre. Este es un proceso estructurante de los roles, su conformación, evidenciándose que en la homosocialización el padre tiene el rol principal35. El rol del padre dentro de la familia está intrínsecamente relacionado con las expectativas culturales de lo que significa ser padre. El imaginario colectivo iguala las obligaciones de ser padre con las características de la masculinidad hegemónica, aún sin que estas coincidan exactamente. Por tanto, el tipo ideal Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 45 �de padre que se recrea en nuestras sociedades es producto de dinámicas de socialización, de control social y de las prácticas culturales del contexto donde desarrollan los actores su vida cotidiana. Según Pagés: “…históricamente representación patriarcales se ha familiar de valentía, visto que al padre encarna los heterosexualidad, como la atributos autoridad, severidad e inteligencia. Una imagen encerrada en la dicotomía de ejercer violencia y de proveer bienes materiales al hogar”. (2010: 87) Desde que el varón es niño va recibiendo una educación sexista que lo aleja de lo que podría ser un modelo de paternidad diferente al tradicional. Según Ramón Rivero: “esto constituye un proceso cultural, normativo, institucional, comunicativo, a través del cual en el devenir socio – psico – bio se considera “normal” aislar y segregar la masculinidad de los espacios generadores de circunstancias afectivas con los hijos” (Rivero, Ramón, 2003: 192). Además plantea que a los hombres se les ha privado del ejercicio de una paternidad saludable otorgándoles una imagen de padre estereotipada en la cual: “Ser padre bien visto por la sociedad para muchas personas ha significado servir de sustento económico del hogar, tener autoridad para sobrellevar las riendas de la casa y tener siempre la razón, ser fuerte de carácter y sentimientos y encaminar a los hijos por el camino del bien” (Rivero, Ramón, 2003: 199). Lo anteriormente dicho fortalecería la construcción de una identidad masculina en el niño donde los principales componentes serían el sexismo, la homofobia y el heterosexismo, y aprendería a efectuar demostraciones ejerciendo violencia sobre los otros niños que no tuvieran estos componentes de la masculinidad hegemónica siendo más “débiles”. La identidad masculina está a su vez relacionada con los diferentes modelos de masculinidad existentes. No se trata solo de reconocerlas, sino conocer las relaciones que se establecen entre ellas desde el género, así como otros Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 46 �factores, como raza, cultura, nivel de ingresos e instrucción que influyen sobre ellas. Precisamente todo comienza con la educación desde la infancia, una educación orientada sobre patrones violentos. Debemos decir también que estos modelos de masculinidades van variando con las edades, por etapas, pero en la socialización primaria es donde comienzan a internalizarse. Se han desarrollado investigaciones que han correlacionado la violencia sexual y de género, con la educación desde la violencia recibida en la infancia por parte de los victimarios. El maltrato infantil es un elemento citado en forma constante en todos los países como factor de riesgo de ser víctima o de cometer un acto de violencia de pareja y violencia sexual (Berk, 1998). La violencia intrafamiliar conlleva un grave impacto negativo sobre el bienestar psíquico y social de la familia, con efectos adversos sobre las aptitudes de padres y madres en lo que respecta a la crianza de los hijos y los logros educativos y laborales. Algunos niños en hogares donde existe violencia infligida por la pareja pueden tener una tendencia a presentar tasas más altas de problemas de comportamiento que pueden causar mayores dificultades con la educación y empleo y suelen llevar al abandono temprano de la escuela, la delincuencia juvenil y al embarazo precoz (Vung y Krantz, 2009). En una niñez vivenciada desde la violencia se comenzaría a interpretar el simbolismo del cuerpo del varón como portador de instintos, de fuerzas violentas que emergen de él y comenzaría a naturalizarse el modelo hegemónico de la masculinidad que explica y justifica comportamientos de violencia asociados a esta forma de ser varón36. Cuando se relacionara con las niñas o mujeres adoptaría una imagen dura aprendida de su padre en el proceso de homosocialización desde la violencia. Respecto a las indagaciones de masculinidad e infancia en nuestro país no existe una sistematicidad en los estudios sobre identidad infantil y masculinidades que mezcle ambas matrices. Por otra parte, son escasas las investigaciones que aborden la problemática de la construcción de la identidad en la niñez. Rivero Pino (2003), ha abordado la crianza del niño desde la paternidad y Julio Cesar Gonzales Pagés (2010) desde el modelo de la masculinidad hegemónica. María Antonia Miranda realiza una aproximación Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 47 �sociológica al tema del maltrato infantil, haciendo un análisis de la socialización de niños en un hogar de niños sin amparo filial en La Habana y en la nociva influencia de esta en su desarrollo personológico (Miranda, María Antonia, 2006). Por otra parte se destacan las investigaciones sociológicas de Eneicy Morejón Ramos, una de las pioneras en nuestro país en las investigaciones sobre sociología de la infancia 37. Estamos de acuerdo con Bamberg (2004) y Viveros (2007) en la importancia de desarrollar investigaciones con niños, con el objetivo de dilucidar sus pensamientos sobre su género, pues solo conociendo esto podremos comenzar el proceso de de-construcción y desnaturalización de discursos y modelos de masculinidades hegemónicas, contrapuestas a la construcción de una cultura de la paz. Conclusiones parciales del capítulo. Los estudios sobre masculinidades han posibilitado explicaciones sobre la actuación de los hombres a partir del proceso de construcción de la identidad y el proceso de homosocialización en el que están inmersos desde su niñez. Las masculinidades no pueden estudiarse separándolas del contexto histórico, socio-económico y cultural donde interactúan los hombres y donde estos construyen socialmente su identidad, siendo luego las masculinidades una construcción cultural que se reproduce a su vez. En nuestra investigación se han tomado definiciones de los diversos estudios de masculinidades y de teóricos de la sociología que desde una perspectiva cultural describen fenómenos concernientes a los estudios de género. Algunos de estos han definido las características y naturalización de la heteronormatividad, desde la cual y de forma funcionalista, se ha configurado la idea de los “roles” de género en el contexto del pensamiento binario. Estas construcciones epistemológicas explican la legitimación de las masculinidades hegemónicas en la estructura social. Estas definiciones estructuralistas tienen el sesgo de que consideran al individuo como un “idiota cultural” y no como un actor que en su interacción social es capaz de construir su propia realidad. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 48 �CAPÍTULO II ASPECTOS METODOLÓGICOS DEL ABORDAJE DE LAS MASCULINIDADES. HOMOSOCIABILIDAD, IDENTIDAD DE GÉNERO Y PROCESOS DE RITUALIZACIÓN. En el capítulo anterior se argumentaron los aportes a los estudios de género por las investigaciones sobre los diversos modelos de masculinidades y se analizaron los estudios de identidad infantil, violencia y masculinidades en Latinoamérica y Cuba, observando que en esta visión interdisciplinaria son escasos estos estudios. Existen apenas algunas precisiones sobre los estudios de la identidad masculina en la infancia desde la sociología. El presente acápite proyectó el tratamiento devenido en el caso de Cuba, con el interés de precisar los criterios sociológicos trabajados desde la multidisciplinariedad e interdisciplinariedad, de forma más puntual o aproximativa sobre los estudios de masculinidades y particularmente los estudios de identidad masculina en la infancia. En el mismo orden, resulta necesario valorar el entorno sociocultural y económico donde se desarrolla la investigación microsociológica debido a sus peculiaridades. Por otra parte, planteamos una metodología para el análisis de la ritualidad de las masculinidades a partir de las estrategias microdramatúrgicas de Goffman. 2.1 La construcción de las masculinidades y la reproducción de la violencia de género. Una de las bases axiomáticas de las masculinidades hegemónicas es la violencia. Los procesos culturales e históricos que han conformado el modelo de masculinidad hegemónica hoy imperante, han legitimado los diferentes modos de ejercer la violencia sobre mujeres, niños, ancianos y otros hombres pertenecientes a las masculinidades periféricas. La violencia, como parte de la identidad masculina, es el resultado de un proceso de construcción social, histórica y cultural, no es un don biológico o una condición natural de los hombres, sino que es construida a través del proceso de socialización. La violencia en tanto fenómeno relacional, interactivo, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 49 �supone dos polos, en los que uno carece del poder o se encuentra en una situación de inferioridad o de desequilibrio. La violencia es ejercida por los hombres en diferentes ámbitos, pero en el hogar es uno de los espacios que por su carácter privado según el imaginario colectivo, es donde se ejercen su poder sobre los miembros de la familia, a través de la violencia económica, física, patrimonial, verbal o psicológica. La dominación masculina forma parte de una cultura del poder. La expresión más directa del patriarcado es la familia. Según Engels (1984) al constituirse la familia patriarcal y androcéntrica, y separarse por tanto las funciones económicas y políticas del entorno familiar el papel de la mujer se redujo a la parte doméstica y reproductiva, cocinar, lavar, parir y atender a los hijos y, por tanto, se redujeron sus posibilidades de relacionarse en sociedad y desarrollarse como persona. Por otra parte los hombres, se apropiaron de las esferas públicas, políticas, económicas, religiosas, deportivas, científicas, culturales, siendo así que tuvieron el poder incuestionable y naturalizado sobre todas las sociedades, subordinando a las mujeres en todos los aspectos. Por tanto surgía un poder hegemónico en manos de hombres cuyas características debían ser la dureza, la seguridad en sí mismos, la promiscuidad, entre otras 38. La violencia masculina es analizada en tres categorías por Kaufman: hacia sí mismo, hacia las mujeres y hacia otros hombres, que generalmente pertenecen a otras masculinidades (1997). Él sustenta la tesis de que la masculinidad, al ser una construcción cultural y cuyos miembros interaccionan activamente legitimándose constantemente, la convierte en una construcción frágil que necesita regenerarse sistemáticamente. En esta regeneración ocurren a menudo los actos de violencia, que no son más que prácticas del ejercicio de la dominación. La violencia física, económica, patrimonial, laboral o psicológica, no son más que claros ejercicios de dominación sobre los que no pertenecen a su grupo39. Respecto a la violencia simbólica, debemos hacer un aparte ya que ocurre generalmente con el reconocimiento del violentado, ya que “este no dispone, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 50 �para pensarlo y pensarse, más que de instrumentos de conocimiento que tiene en común con él y que no son otra cosa que la forma incorporada de la relación de dominio” (Bourdieu, 1996: 12; Pérez Gallo, 2010) Un estudio profundo del habitus de las masculinidades nos explica la violencia simbólica40 y plantear que en el desarrollo de esta influye profundamente el contexto histórico y sociocultural donde desarrollan su vida cotidiana los hombres. En medio de grandes rituales colectivos se lleva a cabo la internalización de normas y valores androcéntricos, que son la base del consenso social de las masculinidades hegemónicas. Para minimizar la violencia corresponde estructurar y aplicar políticas sociales que desde la prevención diagnostiquen, actúen y modifiquen este fenómeno pernicioso para la salud de hombres, mujeres y niños. Las causas de la violencia contra las mujeres (y contra otros hombres) se encuentran en la reproducción de estereotipos, normas y pautas de conducta genéricas en la niñez. Generalmente los esfuerzos de la prevención se desarrollan con hombres y mujeres adultos: en los primeros para educarlos en una cultura de la paz; en la segunda, para auxiliarlas 41. En Cuba en los últimos 20 años han sido profusos los estudios de género, desde todas sus aristas. Desafortunadamente, existen pocas indagaciones que sistematicen las diversas investigaciones, y estas, en su mayoría, se han desarrollado con una perspectiva enfática en las mujeres, obviándose en muchos casos los estudios sobre masculinidades, siendo el género una categoría relacional. No existe en Cuba un estudio macro que nos muestre un mapa de los estudios de género en el país, o las investigaciones que visibilicen las causas de la problemática de la violencia contra las mujeres, que, por otra parte, se han desarrollado desde diferentes disciplinas y posturas teóricas. No obstante el desarrollo de las ciencias sociales en Cuba en el último decenio ha enriquecido estos estudios42. Por otra parte los estudios de género e infancia en Cuba, en su mayor parte, hacen énfasis en la violencia ejercida sobre el niño, y no lo miran a este como futuro ejecutor de esa violencia. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 51 �El fenómeno de la violencia, invisibilizado en la sociedad patriarcal cubana debido a su “naturalización” comenzó a ser tratado gracias a la creación del Grupo Nacional para la Atención de la Violencia Familiar en 1997. Por otra parte los esfuerzos del Centro de Estudios de la Mujer de la Federación de Mujeres Cubanas sistematizó en 1999 un grupo de trabajos sobre el tema, determinándose que las causas de la violencia hacia la mujer en Cuba son semejantes a los de otras partes del mundo, con la diferencia de que el sistema socialista cubano respalda constitucionalmente a las mujeres, otorgándoseles los mismos derechos que a los hombres. C. Proveyer afirma que estos estudios eran superficiales, ya que no se acercaban a la base de la violencia de género, que ella identifica como “una forma de ejercicio del poder masculino legitimada por la cultura patriarcal” (2006: 16). En la revisión bibliográfica se determinó que los principales resultados de estudios enfocados desde la Sociología sobre la violencia, aludían a las socializaciones de hombres y mujeres en ambientes violentos, la inexistencia de un perfil específico que identifique a las mujeres maltratadas o a los hombres maltratadores43, la importancia de la economía familiar y del imaginario femenino que ha internalizado roles estereotipados de “mujer en la casa” (Proveyer Cervantes, 2006: 23)44. Pero existen escasos estudios que describan la socialización de la violencia desde la niñez desde la familia y/o la escuela y con perspectiva de género 45. En la sociedad patriarcal cubana la dominación de hombres sobre las mujeres y otros hombres se reconoce como legítima y natural (aunque los estudios de género, desde la academia, hayan venido desarmando estas creencias, fuertemente arraigadas en el sentido común), lo cual apuntala a nivel simbólico las bases de dicha diferencia y el ejercicio del poder; pues queda oculta la verdadera naturaleza de este poder impuesto simbólicamente, tras el velo de la tradición de lo socialmente establecido 46. Ello conlleva, por otra parte, a la naturalización de la violencia ejercida sobre el más débil y a la enseñanza de ésta a los niños, directa o indirectamente. Por tanto la enseñanza de la violencia de género desde la infancia demanda abordajes concretos que consideren a los niños como futuros ejecutores de esta Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 52 �violencia y no solo a quienes la despliegan (los hombres), para ello es ineludible comprender el origen de la violencia masculina, sus efectos, su intención de control, las creencias derivadas de la homosocialización masculina y las legitimaciones sociales que están en el imaginario colectivo. 2.2 Propuesta metodológica para el abordaje de las masculinidades. La realidad social no es solamente un conjunto de relaciones de fuerza entre agentes sociales (espacio social y campos) (Bourdieu 1994). Es, sobre todo, un conjunto de relaciones de sentido que estructuran la dimensión simbólica del orden social. Según Bourdieu el capital simbólico consiste en ciertas propiedades, visibles para el resto de los actores, conformadas por una especie de inefabilidad y de carisma que parecen formar inevitablemente parte de la misma naturaleza del agente y que se basa sobre todo en las relaciones de sentido entre los diferentes actores sociales. Dicho capital se funda sobre todo en la necesidad de los seres humanos de legitimar sus procederes y las estrategias cotidianas que usa. Por tanto este capital, que a primera vista parece natural, solo existe en la medida en que sea reconocido por otros agentes. En palabras de Bourdieu: "La cuestión de la legitimidad de una existencia, del derecho de un individuo a sentirse justificado de existir como existe" (1994: 34). Podemos asegurar que los hombres y mujeres usan a su favor los llamados “ritos de institución” que no son más que “actos de magia performativa que aseguran su existencia como miembro ordinario o extraordinario de un determinado grupo, es decir, esa "ficción social" que los hace "asumir la imagen o la esencia social que le es conferida bajo la forma de nombres, de títulos, de diplomas, de puestos o de honores" (Giménez, Gilberto, 2012: 7), no solo bajo las formas de capital cultural mencionadas anteriormente, sino bajo la aceptación del grupo a que se pertenece y donde están institucionalizados el comportamiento de sus miembros. Este es uno de los puntos de contacto de Bourdieu con Goffman. De todas las posturas antes descritas, nos interesa introducir una perspectiva que podríamos considerar como nuevo enfoque para caracterizar las masculinidades, este lo definimos como el enfoque ritual que tendría sus Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 53 �referentes teóricos más cercanos en la dramaturgia de Goffman (1981) y sus rituales cotidianos. Este enfoque nos aportaría un referente cultural de las estrategias rituales que usan los hombres en el proceso de interacción situacional en la vida cotidiana para legitimarse con sus iguales como masculinidades hegemónicas y los procesos que inciden en la construcción de la identidad masculina (Alexander, 1992). En otras palabras, nos daría un orden de la interacción simbólica de las masculinidades desde la perspectiva microsociológica. Consideramos por otra parte que una teoría sobre masculinidades que integre los niveles macro y microsociales, debería especificar los procesos sociales complejos que operan como intermediarios entre ambos niveles. Generalmente los tipos ideales construidos por Connell corresponden a clasificaciones instrumentales de corte macro, que no son suficientes para un estudio de corte micro como el que nos ocupa. Por tanto, el enfoque ritual, resultado del cruce de la noción durkheiniana de “ritual” con la concepción dramatúrgica de la interacción simbólica de Goffman, nos ayudaría en la construcción de un análisis de la continuidad macro-micro que arranca de los recursos culturales de los grupos de masculinidades y los espacios de homosocialización, los rituales microsituacionales, traduciéndose en una microsituación estructurada entendible o traducible en máscaras, fachadas y atributos del actor social que este ha internalizado. El nivel macro impone limitaciones y oportunidades a los actores. Estos, en el nivel micro, desarrollan comportamientos e ideologías que a su vez tienen incidencia en la transformación del nivel macro, bajo las lógicas teóricas de los autores que privilegian este nivel de análisis. El análisis de Goffman, aplicado a los estudios de masculinidades, nos muestra los rituales de interacción que ocurren entre estas, cómo están institucionalizados y los marcos donde organizan su comportamiento los hombres. Por otra parte, puede describir la estigmatización de los hombres pertenecientes a las masculinidades periféricas, las mujeres deportistas y el control social que ejercen las masculinidades hegemónicas sobre estos grupos marginales. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 54 �El análisis dramatúrgico nos brinda los materiales microscópicos que describen la interacción situacional en la vida cotidiana, lo que aplicado a nuestro objeto de estudio nos daría un orden microsocial de la interacción de las masculinidades. Para efectuar un análisis dramatúrgico de las masculinidades en la vida cotidiana se deben de tener en cuenta tres importantes aspectos: 1- El investigador debe darle toda la importancia posible al contexto sociocultural donde desarrolla su investigación y a la situación interactiva. 2- El investigador debe tener en cuenta dos niveles de observación/análisis, el primero es el de la situación interactiva que está observando directamente y la segunda son aquellos “aspectos y comportamientos sintomáticos, inconscientemente vislumbrados, que permiten integrar su interpretación de la acción del otro” (Herrera Gómez y Soriano Miras, 2004: 64). 3- Toda acción ante un público es expresiva e instrumental. La perspectiva dramatúrgica toma por objeto de análisis la acción de un actor o de un grupo de actores, que desean representar públicamente un “papel”. Para Goffman una investigación pertinente sobre la acción del rol debe distinguir tres niveles de análisis diferentes:  el modelo normativo del rol.  El rol típico.  La “prestación del rol” o ”ejecución de rol”(1961:83-92) Cuando empleamos la perspectiva interaccionista esta le presta singular importancia a la negociación y construcción de los roles que ocurren en la interacción, restándole importancia al orden normativo. Por otra parte, los estructuralistas – funcionalistas asumen dicho orden normativo como el director de los roles de los actores sociales, siendo el rol una consecuencia de la norma. Goffman va mucho más allá de lo que afirman ambas y sostiene que “si contemplamos el comportamiento del individuo momento por momento, descubrimos que no permanece pasivo ante la producción de potenciales significados que lo controlan, sino que cuando lo logra, participa activamente en sostener una definición de la situación que sea estable o coherente, con la imagen que tiene de sí mismo” (1961: 104). Por tanto es pertinente en nuestra indagación considerar el acto social como una unidad en la que los disímiles Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 55 �actos individuales se integran y adquieren sentido unos en referencias a los otros. Goffman en su ensayo Role Distance (1961) se centra en dos conceptos, que a primera vista parecen opuestos, pero que tienen una relación dialéctica: la asunción del rol y la distancia del rol. Goffman toma en su ensayo dos ejemplos: la actividad de juego de los niños de diferentes grupos etarios (ejemplo que ya Mead y Blumer habían tomado antes) y por otra parte el trabajo de un equipo de cirugía. Evidentemente lo que desea Goffman es mostrar el aspecto situacional o común de los aspectos contingentes de la vida cotidiana. Herrera Gómez y Soriano Miras opinan que “El objeto de la perspectiva dramatúrgica es la acción de un actor, o de un equipo de actores, que pretenden representar un personaje o una singular rutina ante un público. Por tanto, el actor siempre se presenta ante el público (y ante la observación sociológica) con los “ropajes” de un particular personaje” (2004: 64). Goffman en su libro La presentación de la persona en la vida cotidiana publicado en 1956 partía de interrogantes que en su opinión no habían sido lo suficientemente bien tratadas en la sociología. Él proponía, en su enfoque microsociológico, que debía mirarse la vida cotidiana como un escenario de teatro. ¿Y entonces que pasaría?, ¿cómo sería el aspecto lúdico observable?; esos juegos dramatúrgicos, ¿a qué o a quien se dirigirían? ¿qué técnicas teatrales usarían para legitimarlos ante su auditorio?; cuando estuvieran detrás de las bambalinas, ¿qué pasaría entonces con los actores?, ¿se despojarían de sus máscaras? En la teoría de Goffman, los actores sociales, interaccionando con sus semejantes, desarrollan una representación teatral frente a un público y desean manipular las expresiones propias para controlar las impresiones de ese público. Las actuaciones desarrolladas por los actores pueden ser visibles, como cuando usa el lenguaje verbal o pueden ser implícitas, cuando el actor adopta y desarrolla posturas corporales. Goffman señala que también provienen de los accesorios que el hombre o la mujer llevan consigo (espejuelos, ropas, zapatos, libros) y del contexto donde ocurre la interacción. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 56 �Goffman tiene una clara limitación en su teoría, en el sentido, que él sostiene que el escenario marca el contenido, lo que no es necesariamente así, no obstante es de mucha utilidad en un escenario micro como el que nos ocupa. El actor social escoge entre las máscaras sociales que encajan más en el repertorio que desea desarrollar, o sea, esta máscara ya está pre-construida y él solo la usa, tiene sus roles definidos en la estructura social, constriñendo al individuo a desarrollarlos. Esto tiene también un sentido pragmático, ya que este escoge la que le sea más útil cuando está en situación. De todas formas, la finalidad del actor social es establecer una definición de situación que tenga cierta estabilidad, que sea legitimada en el proceso de negociación social y que no produzca una ruptura. En medio de esta interacción se construye el self, y entre el actor y sus espectadores se considera válida la actuación de este, cuando la actuación es lograda. Para lograr esto el actuante dispone de una serie de “utensilios”, que constituye su fachada personal, “insignias del cargo o rango, el vestido, el sexo, la edad y las características raciales, el tamaño y el aspecto, el porte, las pausas del lenguaje, las expresiones faciales, los gestos corporales y otras características semejantes” (Goffman, 1961: 35), y el medio donde se desarrolla la acción y que está en concordancia con su fachada personal. Por otra parte el enfoque dramatúrgico de Goffman enriquece la perspectiva interaccionista de Mead y Blumer. Su modelo permite explicar el equilibrio social entre la creatividad de los actores y la estabilidad relativa de las interacciones. Se basa sobre todo en conceptos similares a los del teatro: roles, máscaras, escenario. Evidentemente los actores buscan objetivos pragmáticos: el reconocimiento social, la legitimación de su empoderamiento, la representación de la virilidad, etc., a través de expresiones dramatúrgicas. Para lograrlo deben encarnar los roles de la masculinidad hegemónica que está triunfando en el contexto sociocultural donde viven. Se deduce que la familia forma a los actores sociales mediante el proceso de socialización que es la base de la reproducción cultural y social. Los que no adquieren esta formación son marginados de los logros sociales. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 57 �Cuando estudiamos las rutinas de la vida cotidiana de los hombres pertenecientes a las masculinidades hegemónicas nos percatamos de que efectivamente visten estos “ropajes”, para demostrar ante la sociedad que su conducta no está fuera de los cánones de “lo que debe ser”. El orden interactivo de las masculinidades pasa por una constitución compleja que define el sentido social de las acciones de los hombres en relación con el contexto donde se desarrollan. Los hombres desde un primer instante definen lo que son debido a que durante “el período en que el individuo está en presencia inmediata de los demás, pueden ocurrir pocos acontecimientos (es decir se pueden emitir pocos signos) que brinden directamente a los demás la información definida que necesitan” (Goffman cit. por Alexander, 1992: 188). No obstante, se debe decir que los símbolos y datos nunca son concluyentes cuando se observan sociológicamente, porque al ser construcciones dramatúrgicas, solo el actor social sabe a ciencia cierta la realidad de la situación en situación. Claro está que los hombres pertenecientes a estas masculinidades hegemónicas desean que sus iguales tuvieran una buena opinión de ellos. Citamos nuevamente a Alexander cuando nos dice que “al practicar la dramaturgia procuran controlar a otros mediante la creación de ciertas impresiones. Un actor puede desear que otros piensen bien de él “o pensar que él piensa bien de ellos, o percibir cómo se siente en realidad acerca de ellos, o no obtener ninguna impresión clara” (1992: 189). Goffman opina que "cuando el individuo proyecta una definición de la situación al presentarse ante otros, debemos tener en cuenta que los otros, por muy pasivos que sean, proyectarán a su vez eficazmente una definición de la situación en virtud de su respuesta al individuo y de cualquier línea de acción que inicien hacia él" (1981:3). Creemos importante para el análisis de la construcción de la identidad masculina el examen de los rituales que recrean y legitiman los modelos hegemónicos de masculinidades. Los rituales son prácticas sociales simbólicas que tienen como objetivo reproducir y legitimar prácticas sociales del mundo, cohesionar los grupos humanos y contribuir a la construcción de su identidad. Por tanto está compuesto por una serie de acciones que tienen un valor Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 58 �simbólico. Estas están basadas en alguna creencia, que proviene de una ideología, religión, tradiciones, recuerdos. Goffman considera el rito como un elemento repetitivo de la interacción simbólica que orienta la acción social. Se apodera de los conceptos de Durkheim, ya que considera el rito como un elemento que cumple una función muy concreta de integración de los valores 47. Toda la teoría goffmaniana guarda relación con el Interaccionismo Simbólico 48, aunque en sus últimas obras tuvo un acercamiento a una teoría más estructural. Por tanto Goffman le dio mucha importancia a los elementos que las macrosociologías no le habían prestado suficiente atención hasta ese momento: la gestualidad, los encuentros cara a cara, los microcontextos, en otras palabras de las acciones recíprocas que se originan en situaciones concretas y las negociaciones de los actores para prescribir cómo prolongar o relacionar sus actos de forma apropiada. Evidentemente en ese momento Goffman sostiene una profunda crítica al determinismo cultural del Estructural Funcionalismo, ya que argumenta que los actores sociales interpretan en su vida cotidiana los elementos culturales que le son heredados, el status de sus semejantes, la estructura social en la que están inmersos, y según su interpretación orientan su acción social en busca del máximo beneficio. Por tanto, el ritual secularizado tiene vital importancia en la cohesión social. Para la construcción de dicha cohesión es importante la incorporación de los procesos rituales a la cotidianidad por parte de los actores sociales, de allí el aporte de Goffman para su descripción densa. Goffman (1961: 101) determina que existen en la vida cotidiana dos tipos de rituales: 1- Rituales de deferencia: entendiéndose la referencia como la estima en que un actor social tiene al otro, en situación, usando rituales de evitación o de presentación. Está acción dramatúrgica, de performance puede ser real o teatralizada. Este ritual crea consenso en situaciones cotidianas, ya que está reglamentado y naturalizado en lo que “debe ser”. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 59 �Los rituales de evitación, cuando se refieren al individuo se pueden traducir como espacio cotidiano, el espacio que el individuo necesita para vivir en sociedad, lo que Simmel llamaría esfera ideal que lo rodea. Están los rituales de presentación, y para Goffman, en la vida cotidiana se reproducen de cuatro formas: servicios, felicitaciones, saludos e invitaciones (Goffman, 1961: 106) 2- Rituales de proceder: En este caso se componen de ritos que están relacionados con la fachada del actor social. Esta proyecta el rol desarrollado por el actor en ese contexto y que puede ser deseable o indeseable para quienes lo rodean, pero no basta con la fachada y con la máscara, sino hay que demostrar que son legítimos ante los demás. Para Goffman los rituales están relacionados con las pequeñas formalidades de la cotidianidad. Si se mira desde una perspectiva cultural nos percatamos de que tiene mucho que ver con el control, la regulación y el dominio simbólico de las situaciones. Los actores masculinos hegemónicos nunca son completamente dueños de su performance. Eso se debe a que en muchas ocasiones dejan entrever gestos, discursos que no son afines al “papel” que desarrollan socialmente. Están los elementos dramatúrgicos que el actor emite con intencionalidad, pero dentro de estos existen otros que en muchas ocasiones demuestran la verdadera naturaleza de lo que desea el actor social. Un clásico ejemplo es el caso del hombre homosexual que no desea que ni la sociedad ni su familia sepa su orientación sexual y asume el rol de hombre hetero de las masculinidades hegemónicas hasta que algún comportamiento no verbal (que son lo más difíciles de controlar) deja entrever su verdadera naturaleza o hasta que la presión psicológica a la que se ve sometido lo lleva a cometer algún desliz que nos deja ver su condición homosexual. Porque en ese performance, en esa puesta en escena no hay bambalinas donde ocultarse y quitarse la peluca para pasar al próximo acto, la representación teatral es constante y lleva a un desgaste psicológico tal que muchos estudiosos de las masculinidades hablan de los prerrogativas masculinas como una extraña mezcla de fuerza y dolor, de poder y presión. Kaufman lo enuncia claramente cuando nos dice que "por el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 60 �hecho de ser hombres, gozan de poder social y de muchos privilegios, pero la manera como hemos armado ese mundo de poder causa dolor, aislamiento y alienación tanto a las mujeres como a los hombres" (Kaufman cit. por Valdés y Olavarría, 1997: 68). El hecho de los hombres no puedan expresar abiertamente su cariño hacia los hijos, de mantenerse todo el tiempo viriles y duros, de dar una imagen de fuerza que muchas veces no es tal, va haciéndolos víctima de su propio poder a nivel societal. Diseño Metodológico. Marco problemático. El patriarcado consiste en un sistema de relaciones simbólicas, económicas, políticas y culturales a partir del cual se introducen prácticas y modelos que perpetúan la discriminación entre hombres y mujeres, y hacia el interior del conjunto de género, determinada en muchos casos por el contexto, la raza, el nivel de instrucción, los ingresos económicos, etc. La violencia hacia la mujer surge en este contexto, donde ellas son la mayoría victimizada. En todas las sociedades existe la violencia de género, esta tiene sus legitimaciones en el patriarcado como sistema androcéntrico y de supremacía masculina, aunque variable según el contexto donde se desarrolla. La violencia de género, en todas sus dimensiones y variantes, generalmente es ejercida por hombres sobre las mujeres que forman parte de su vida cotidiana. Este tipo de violencia está presente en las interacciones que conforman la trama cotidiana y se legitima y reproduce constantemente, tanto por medio de acciones como a través de símbolos, signos, pautas de conducta que están estructurados y estructuran a su vez imaginarios cotidianos. Por otra parte, la violencia intrafamiliar, y en especial la violencia contra la mujer en las relaciones de pareja traen graves consecuencias para todos los miembros de la familia, incluidos los niños. Este problema social constituye un difícil obstáculo para el desarrollo humano y una cultura de paz. Datos de la Organización Panamericana de la Salud (OPS, 1996) han bautizado este tipo de violencia como la epidemia invisible49, esto se debe a la Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 61 �invisibilización que ha tenido, y que sigue teniendo, en algunos países del mundo. En el Informe de las Naciones Unidas de 1998 donde se describen datos sobre la violencia contra las mujeres y su salud reproductiva, se prevenía que esta causaba más muertes e incapacidad entre las mujeres que la tuberculosis, el cáncer uterino o de mama, la malaria, los accidentes de tráfico y la guerra50. En la actualidad el problema ha aumentado, estadísticamente hablando, en muchas regiones del mundo: los Informes Mundiales Anuales de las Naciones Unidas51, corroboran esta afirmación. Son conocidos los casos de muertes de mujeres en América Latina, en países como Honduras y México alcanzan niveles impresionantes los feminicidios. Según estadísticas de la Organización panamericana de la Salud, una de cada tres mujeres sufrió violencia de género en América Latina 52. El caso cubano tiene una realidad diferente al hemisferio occidental. Con el triunfo de la Revolución en 1959 se erradica la prostitución organizada y se le da la posibilidad a la mujer de tener una vida digna. El artículo 44 de la Constitución de la República modificado en 1992 y en el 2002, señala que: “la mujer y el hombre gozan de iguales derechos en lo económico, político, cultural, social y familiar. “(2002: 23). Se pensó que igualando la mujer al hombre en los planos jurídicos, laboral y educativo se erradicaría la violencia de género, olvidándose que esta es sobre todo cultural, que no se erradica por decreto. En la actualidad en nuestro país no se han erradicado las desigualdades entre hombres y mujeres (ni su cara más evidente: la violencia de género) y aunque no existen estudios macros que abarquen todo el país podemos sostener la tesis de que estas han tendido a incrementarse en regiones que por sus características socio-económicas, históricas y culturales el patriarcado como sistema simbólico se ha fortalecido. Los resultados obtenidos en investigaciones desarrolladas fuera del ámbito capitalino lo afirman así, aunque hayan sido estudios de caso en su mayoría (Espina Elayne, 2002; Pérez, Madelagnia y Obregón, Raciel; 2008; Rivero Pino, Ramón, 2012). Por otra parte las estadísticas a las que se ha tenido acceso en los servicios médicos – Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 62 �legales y las escasas indagaciones limitadas a los casos de violencia que llegan al sistema judicial, indican que la violencia de género en la sociedad cubana se mantiene y se reproduce, buscando cada vez nuevas formas de legitimarse, cuando hoy en día la violencia hacia la mujer se ha convertido, al menos en los medios de difusión masiva, en una acción de mal gusto desde el punto de vista social. No obstante las opciones dadas a las mujeres cubanas de empoderamiento, al convertirse en actores sociales que influyen en áreas políticas, educativas y económicas claves en la sociedad cubana, han mejorado su calidad de vida. Estos elementos, en conjunto con una serie de programas (como el Plan de Acción Gubernamental, la constitución en 1997 del Grupo Nacional para la prevención y atención de la violencia familiar) que las protegen, pareciera que diferenciara la violencia ejercida sobre las mujeres en Cuba de sus congéneres de América Latina y El Caribe. Debemos aclarar que estos programas van dirigidos sobre todo al trabajo con las víctimas, pocas veces con los hombres victimarios y hacia la niñez. Por su parte Clotilde Proveyer, una de las estudiosas de la violencia de género más importante en Cuba, opina que el fenómeno tiene sus singularidades en el país y que en comparación con países de América Latina no alcanza las dimensiones de estos respecto a la violencia (2006: 67). No obstante existe un incremento, según indagaciones realizadas de forma fragmentaria. Pero existe otra violencia, que ha sido mucho menos estudiada que es la que se establece entre los hombres, hacia el interior de sus grupos y que tiene su origen en los hechos de violencia que ocurren durante la niñez y que son tolerados, cuando no permitidos, por familiares. En el municipio Moa la violencia social, dentro de esta la violencia de género (específicamente la intrafamiliar) ha aumentado estadísticamente en los últimos años (ver anexo 5). Se han desarrollado investigaciones previas que han determinado que las comunidades donde las estadísticas muestran que existen un mayor número de casos de violencia intrafamiliar es en el Consejo Popular “Caribe”, “Armando Mestre” y la comunidad rural de Centeno (Pérez, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 63 �Madelagnia y Obregón, Raciel, 2008; Zaldívar, Molina, Y, 2011; Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011). Esto ha sido confirmado en la entrevista en profundidad aplicada a la secretaria de la FMC de Moa, Marjolis Fajardo Benoit (ver anexo 2, modelo 5). No obstante, la diferencia respecto al resto de los repartos es mínima. Por otra parte estas investigaciones han demostrado que una de las características identitarias de las masculinidades hegemónicas en Moa consiste en el uso de diferentes manifestaciones de la violencia para mantener su status, aplicándola sobre mujeres, niños y ancianos de uno u otro sexo. Por otra parte también han mostrado que estas pautas de conductas violentas las aprenden desde las edades más tempranas los niños y niñas en Moa tanto en la familia como en el ámbito escolar. Los niños aprenden la violencia desde los cánones de la masculinidad hegemónica, como uno de los pilares para legitimar y reproducir posiciones de fuerza. Dos de las escuelas donde ocurren problemas entre los niños, son “Juan George Sotto y “Armando Mestre” (Machado Velázquez, 2013), ambas situadas en los repartos urbanos mencionados anteriormente con problemas de violencia social y de género, evidenciándose la necesidad de la deconstrucción de procesos estructuradores de la identidad masculina infantil, construyendo al análisis a partir de la acción. Este contribuiría epistemológicamente a la estructuración y aplicación de políticas locales que trabajen la prevención de la violencia de género desde la niñez en los espacios familiares y/o escolares. Diseño de Investigación. La investigación que desarrollamos tiene un carácter crítico reflexivo y en la indagación científica se utiliza la perspectiva metodológica cuantitativa y cualitativa, y su triangulación. Este enfoque metodológico permitió la combinación de diferentes métodos y técnicas de investigación en varios niveles de análisis: a nivel micro con los estudios de caso de los niños y niñas, la observación participante y el análisis del discurso de los hombres participantes en los grupos focales; a nivel macro con los datos que nos proporcionó el índice de masculinidad del municipio. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 64 �Luego, con los datos levantados en el trabajo de campo desarrollamos la triangulación metodológica para obtener información tanto objetiva como subjetiva de la realidad social en estudio. El uso de técnicas, tanto cuantitativas como cualitativas, con un enfoque multidisciplinario, nos garantizó una mirada integradora del fenómeno de la construcción de la identidad masculina en la infancia. Todo complementado con datos cuantificables y observaciones de campo de los juegos desarrollados por niños y niñas en el ámbito escolar y la valoración que dan los sujetos masculinos adultos investigados acerca de su relación con su padre características de sus en su niñez (homosocialización primaria) las familias, las condiciones de vida y laborales en el contexto minero metalúrgico del municipio de Moa, lo que nos lleva al siguiente problema científico. Problema Científico: ¿Cómo las prácticas socializadoras contribuyen a la construcción de una identidad masculina hegemónica en los niños de Moa en espacios escolares, familiares y hacia el interior de los grupos de iguales? Idea a defender: Las prácticas socializadoras accionan como soportes para la construcción de la identidad masculina en la infancia en Moa a través de estereotipos de género y rituales homosocializadores que legitiman y reproducen el modelo de masculinidad hegemónica imperante sobre todo en espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales. Esta interrogante permite formular como objetivo Determinar el papel de las prácticas homosocializadoras que inciden en la construcción de la identidad masculina infantil en Moa en los espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales. Tareas Científicas. 1- Revisión de la literatura en su acepción teórica y metodológica a fin de conocer de modo exhaustivo el tratamiento, desarrollo, evolución y etapas históricas por las que ha atravesado el tema de las masculinidades y en específico las identidades genéricas. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 65 �2- Análisis de la relación entre las diversas ciencias que han abordado la construcción de la identidad de género en los niños tanto de forma sistemática como aproximativa, a fin de ubicar el papel que le corresponde a la interpretación sociológica. 3-. Trabajo de campo, clasificación e interpretación de información con el empleo de métodos y técnicas propios del estudio en cuestión, aplicando la triangulación en el homosocializadores nivel y los de datos estereotipos (Descripción de de los rituales género, su reproducción y contextualización como legitimadores de identidad masculina en la vida cotidiana). 4.- Construcción, mediante los métodos cualitativos, de los aspectos relevantes respecto a los conceptos introducidos como cuerpo teórico. Definición de conceptos. Identidad de género. Consiste en la comprensión que adquieren los sujetos de su lugar en un sistema de relaciones de género, de su pertenencia a determinado grupo genérico – a partir de la identificación con el mismo – a las expectativas, percepciones, aspiraciones que van formulando en correspondencia con esa posición, expresados en un discurso y materializados en su comportamiento a partir del ejercicio de diversos roles en múltiples espacios sociales de interacción, los que están a la vez condicionados social e históricamente (Shaffter, D. R., 2002: 67). Identidad colectiva masculina. Definición que los actores sociales hacen de sí mismos en cuanto que grupo, género, etnia, nación, etc., en términos de un conjunto de rasgos que supuestamente comparten todos sus miembros y que se presentan por tanto, objetivados. Tales rasgos son concebidos además como distintivos, debido a que uno de los procesos de formación y perpetuación de la identidad colectiva radica precisamente en que se expresa en contraposición a otro u otros grupos con respecto a los cuales se marcan las diferencias (Pérez, Agote cit. por Piqueras, Andrés, 1996: 275). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 66 �Identidad masculina. Proceso mediante el cual el hombre logra distinguirse a sí mismo en virtud de las significaciones que le otorga a las personas y los objetos que forman parte de su entorno, del conocimiento que adquiere sobre los elementos, de la percepción que posee sobre su posición social, las expectativas que elabora, las aspiraciones que construye, los valores que asume y los comportamientos que adopta, que le permiten diferenciarse de los demás en torno a las prácticas y los vínculos que crea y las cualidades que le confieren unidad biográfica. Proceso, en fin, que lo convierte en un individuo singular y social a la vez. (Proveyer, Clotilde, 2000: 34). Homosociabilidad: Orden de género en el cual los lazos entre las personas de un mismo sexo dicen ser fundamentales para las relaciones sociales heterosexuales. Los espacios homosociales constituyen, en general espacios para la reafirmación de las identidades de género. Teóricos de género postestructuralistas como Butler (1990 & 2006), por ejemplo, afirman que la homosociabilidad entre hombres genera identificación (o sentido de comunidad) y puede verse como la base de la superioridad masculina en la sociedad moderna. La homosociabilidad se utiliza comúnmente para definir las relaciones de poder y de cooperación entre hombres heterosexuales y es incluso relativamente poco común que se mencione a mujeres en este mismo contexto (ver por ejemplo Sedgwick 1985, Pérez Gallo, Victor Hugo, a, 2011). Al decir de Connell (1997:195), una consecuencia importante de esta dinámica histórica es la institución de una regla mayúscula de la cultura burguesa, a saber, la ideología práctica de “esferas separadas” para hombres y mujeres. Infancia:  Definición Legal: Período que abarca desde el nacimiento hasta cumplir los 18 años de edad o alcanzar la emancipación. La Convención sobre los Derechos del Niño, en vigor desde el 2 de septiembre de 1990, señala que "se entiende por niño todo ser humano menor de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 67 �dieciocho años de edad, salvo que, en virtud de la ley que le sea aplicable, haya alcanzado antes la mayoría de edad”. Esta convención recoge los principales derechos de niños y niñas a lo largo del mundo (UNICEF, 2005).  Definición desde la evolución psicoactiva: Se entiende por niño o niña aquella persona que aún no ha alcanzado un grado de madurez suficiente para tener autonomía y con edad comprendida entre 0 – 11 años. (Vygotsky, 1979: 14)  Definición desde el desarrollo físico: Es la denominación utilizada para referirse a toda criatura humana que no ha alcanzado la pubertad.  Definición Sociocultural: Según las condiciones económicas, las costumbres y las creencias de cada cultura el concepto de infancia puede variar, así como la forma de aprender o vivir. La definición de niño/a también ha variado considerablemente a lo largo de la historia y en las diversas sociedades y culturas (Zornado, J, 2001: 34). Masculinidades Hegemónicas: “El concepto de hegemonía, derivado del análisis de Antonio Gramsci de las relaciones de clases, se refiere a la dinámica cultural por la cual un grupo exige y sostiene una posición de liderazgo en la vida social(...) La masculinidad hegemónica puede definirse como la configuración de práctica genérica que encarna la respuesta corrientemente aceptada al problema de la legitimidad del patriarcado, la que garantiza (o se toma para garantizar) la posición de los hombres y la subordinación de las mujeres (Connell, 1997: 34)”. Ritual: "Conducta formal prescrita en ocasiones no dominadas por la rutina tecnológica, y relacionada con la creencia en seres o fuerzas místicas. El símbolo es la más pequeña unidad del ritual que todavía conserva las propiedades específicas de la conducta ritual. (…) Un «símbolo» es una cosa de la que, por general consenso, se piensa que tipifica naturalmente o representa, o recuerda algo, ya sea por la posesión de cualidades análogas, ya por asociación de hecho o de pensamiento. Los símbolos (son) empíricamente objetos, actividades, relaciones, acontecimientos, gestos y unidades espaciales Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 68 �en un contexto ritual" (Turner, V. 2007: 23). Términos aportados por el autor: Configuraciones dramatúrgicas de las masculinidades: Acciones sociales que desarrollan los hombres en su interacción para construir y legitimar durante la homosocialización un modelo de masculinidades, hegemónico o no, a través del control de las impresiones, emociones, gestos faciales, fachadas, máscaras institucionalizadas que legitiman a su vez el rol ”natural” del hombre en sociedad. Estas configuraciones son personales, grupales, o comunitarias e intentan controlar la opinión que tienen sobre ellos los integrantes de su grupo de iguales. Por tanto los hombres construyen su self masculino en el intercambio simbólico con un “público” que espera ciertas actuaciones por parte de estos. Homosociabilidad primaria: relaciones entre individuos del mismo sexo que trasmiten contenidos cognitivos que varían contextualmente y que comprenden el aprendizaje de normas, valores y del lenguaje como vehículo de las interacciones simbólicas. Este aprendizaje es primario, generalmente para el niño o la niña que están con sus iguales adultos, e integra esquemas interpretativos y motivacionales de su realidad y elementos legitimadores de la validez de modelos hegemónicos de masculinidades o feminidades. Al desarrollarse durante la niñez este aprendizaje es especial respecto al resto de los aprendizajes, ya que construye la identidad genérica de los actores sociales, compuesta por un alto nivel del componente emocional afectivo (generalmente los “iguales” son los padres o parientes cercanos de la niña o el niño) que otorga una alta jerarquización en su afectividad de dichos componentes, por lo que esto determina en gran parte la personalidad futura del individuo. Rituales de homosocialización masculina: Son prácticas sociales simbólicas, contextuadas en un espacio y un tiempo específicos. Componen un sistema de significación ritualizado y estructurado por prácticas sociales y prácticas simbólicas de las masculinidades que expresan valores y cuyo principal objeto Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 69 �es construir, reforzar y legitimar la identidad masculina, renovando la cohesión y solidaridad masculina a determinados modelos de masculinidades. Metodología Empleada para la Recogida de Datos: Durante los diez años de experiencia de estudios de masculinidades, desarrollado por el autor de este trabajo, tanto en la docencia como en la investigación y la participación en eventos nacionales e internacionales, permitieron mantener intercambio con especialistas y profesionales en el tema. La participación en el Proyecto Europeo de Estudios de Género “Mujeres 100 Mirrors”, posibilitó revisar bibliografía actualizada sobre el tema en las Bibliotecas especializadas de género de las Universidades de Santiago de Compostela (Centro Interdisciplinario de Investigaciónes Feministas e de Estudos do Xénero) y de Zaragoza, además de recibir posgrados especializados en la Maestría de Estudios de Género de Zaragoza, certificada por la Unión Europea. La complejidad del tema en el que se incursiona, exigió la preparación de una estrategia metodológica sustentada en la triangulación de datos que se obtuvieron por el empleo de varias herramientas, entre ellas técnicas de composición, entrevista en profundidad, grupo focal con hombres, la observación participante, que unido al análisis de la realidad a través del modelo dramatúrgico de Goffman posibilitó aplicar un procedimiento que nos diera las intríngulis culturales de la construcción de la identidad genérica en los niños de la comunidad Armando Mestre y del Caribe, en Moa, Holguín. La investigación la hemos desarrollado en dos grandes fases: la primera (20042010) correspondiente a la descripción densa de las masculinidades periféricas y hegemónicas en la comunidad minero metalúrgica de Moa, correspondiente esta fase con la observación sistemática, la mayor parte del análisis de contenido a las fuentes documentales fundamentales y algunas entrevistas a expertos y la segunda (2010-2013) que coincide con el desarrollo de grupos focales con hombres en los diferentes consejos populares y centros laborales de Moa durante el 2010, entrevistas en profundidad a las maestras, entrevistas a los niños y nuevas observaciones dado que a partir de este año el autor comienza la construcción y aplicación de los instrumentos a niños y niñas en Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 70 �las escuelas sujetos de estudio. En la recogida de información participaron estudiantes del 3ero, 4to y 5to año de la Carrera de Estudios Socioculturales y de Ciencias de la Información, pertenecientes al grupo científico estudiantil “Género y Desarrollo Humano”. El trabajo desarrollado en comunidades desfavorecida con perspectiva de género del Grupo de Investigación multidisciplinario “Desarrollo Humano y Equidad”, del que el autor es el coordinador, ha sido sumamente importante en la búsqueda de estadísticas de violencia social, y dentro de esta de género, y el índice de masculinidad. Estrategia de análisis. Etapa 1 Se han desarrollado una serie de indagaciones preliminares a esta donde se han determinado tipos ideales de las masculinidades en el contexto moense, las diferentes estrategias dramatúrgicas que reproducen estas para legitimar sus modelos, los espacios donde desarrollan su acción social y sus principales problemáticas, el análisis etnometodológico del discurso de los hombres en espacios laborales y públicos, experimentos de ruptura de normas de género con jóvenes, la recopilación de mitos y leyendas en la minería relacionados con la actividad laboral de la mujer en las minas y el análisis desde la sociología del conocimiento de estudios de masculinidades desarrollados en Cuba. Estas pesquisas han enriquecido el arsenal teórico y metodológico del autor, dándole guías para desarrollar su investigación doctoral, desarrollando pesquisas en ámbitos rurales y urbanos que enriquecen la actual53. Estas indagaciones fueron el preámbulo de la fundamentación de los datos cuantitativos que indican el índice de masculinidad de Moa y los datos de los hombres albergados en empresas del Grupo Empresarial CUBANIQUEL; se categorizaron los diferentes grupos y espacios sociales donde interaccionan las diversas masculinidades y se comenzaron a construir categorías nuevas que explicaran su acción social. En esta fase se buscan las estadísticas de violencia social y de género en Moa, para ello se determina un pesquizaje de investigación factible para sustentar la puntualidad, necesidad y pertinencia del problema existente en el espacio moense. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 71 �Aquí nos enfrentamos a uno de los primeros problemas: la evolución de clasificaciones de corte macro, estáticas, a la construcción de tipos ideales micro, dinámicos, cambiantes en el tiempo. La solucionamos cruzando la noción durkheimiana de “ritual” con la concepción dramatúrgica de la interacción simbólica de Goffman, para construir un análisis de la continuidad macro-micro que arranca de los recursos culturales de los grupos de masculinidades (que son los que definen las dimensiones estructurales) y los espacios de homosocialización, los rituales microsituacionales y se traduce en una microsituación estructurada por máscaras, fachadas y atributos del actor social que este ha internalizado. Por tanto, la teoría de Goffman nos ayudaría a analizar procesos dinámicos de los fenómenos rituales de corte micro, las narrativas y discursos de los hombres que los legitiman, complementando el análisis del alcance de una clasificación. Los espacios jerárquicos y los rituales son rasgos básicos de esta microsituación estructurada de las masculinidades; los espacios jerárquicos son resultado de una distribución del poder, donde la espacialidad tiene un gran significado, y los niños lo aprenden sobre todo desde los espacios familiares y escolares. Los rituales son resultado de unas continuidades macromicro, determinados por diferencias estratificadas desde los estereotipos de género. Por tanto el poder masculino y la desigualdad entre los sexos serían rasgos socializados por las cadenas de interacción ritual homosocializadoras. El estudio se desarrolla en la parte urbana de Moa, en los repartos Armando Mestre y Caribe, pero los grupos focales se han desarrollado en otros repartos como Miraflores, Atlántico, Pesquero y en las fábricas de níquel “Pedro Sotto Alba S.A.” y “Che Guevara”. La observación no participante se desarrolló en las dos escuelas: la Escuela Primaria “Armando Mestre” y Escuela Primaria Seminternado “Juan George Soto”. Una vez constatado el pesquizaje que indica referentes cuantitativos sobre el indicador de masculinidad, y el establecimiento de una estrategia teóricometodológica macro-micro, se delimitó la segunda etapa, dirigida al análisis concreto en las dos comunidades urbanas. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 72 �Etapa 2 Para este caso, se precisa realizar un diagnóstico sobre los rituales homosocializadores y espacialidad jerarquizada en dos comunidades urbanas, específicamente en los espacios familiares, escolares, y hacia el interior de los grupos de iguales, lo cual complementa la utilidad de los criterios clasificatorios planteados en el capítulo uno. La selección de estas comunidades obedece al reporte policial de la estadística de crecimiento de la violencia social y de género en estas (ver anexo 2, modelo 3 y anexo 5) y el hecho de estar situadas allí las escuelas donde a su vez se detectó que existen indisciplinas (Machado Velázquez, 2013). Estos espacios también resultan significativos por presentar diferencias reveladoras en el subsistema construido: tipo de edificaciones, estructura vial, redes telefónicas, disposición de servicios sociales, particularidades demográficas. El diagnóstico se concreta con el desarrollo de grupos focales y entrevistas familiares (Rodríguez; et al, 2008) (anexo 2 modelo 4 y 5), para conocer imaginarios, estereotipos, opiniones sobre la educación a niños y niñas; el diagnóstico especifica aquellos indicadores que expresan formas y contenidos de género sobre la construcción de la identidad en niños y niñas, las representaciones que tienen los padres sobre su futuro, la ritualización que ocurre hacia el interior de las familias y el proceso de construcción de máscaras. Para ratificar y contrastar puntos de vista se empleó la triangulación de informantes (Rodríguez; et al, 2008), teniéndose en cuenta las diferentes posiciones de informantes claves o maestras de las escuelas primarias tipo. Se debe destacar la importancia de las entrevistas a expertos como Ramón Rivero Pino, Julio Cesar Gonzales Pagés, Julio Hernández García, José Olavarría Aranguren, Eneycy Morejón, Hugo Huberman, Marjolis Benoit, María Caridad Limares de Paz, principales estudiosos de las masculinidades en Cuba y Latinoamérica, de la sociología de la niñez, de la Federación de Mujeres Cubanas, Oficina Municipal de Estadísticas, la Casa de Orientación a la Mujer y la Familia, Oficina de Recursos Humanos del Grupo empresarial CUBANIQUEL. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 73 �Etapa 3 La importancia en detallar e interpretar los rituales homosocializadores y los estereotipos que reproducen y construyen la identidad masculina en la infancia, nos lleva a la necesidad de un estudio pormenorizado sobre bases críticas e interpretativas de estos, para ello se consideró de vital importancia la utilidad de la triangulación de técnicas cualitativas desde un paradigma hermenéutico (Izcara, 2009). Esto se puntualizó con la aplicación de la entrevista en profundidad, el grupo focal, la observación no participante y el análisis del discurso de las entrevistas familiares y a los niños. En el caso de los grupos focales desarrollado con hombres consideramos que participar en un grupo compuesto exclusivamente por varones, beneficiaría un clima que permitiría profundizar en prácticas discursivas más esenciales o radicales en torno a su identidad masculina, otorgándoles mayor seguridad en sus respuestas, resultado de la complicidad y solidaridad de género que se establecen en los espacios homosociales, existiendo por otra parte mayores posibilidades de describir estas posiciones beneficiando las contra-narrativas (Korobov y Bamberg, 2004). El análisis de los datos recogidos en las entrevistas de niños, padres y madres y las maestras resultó de provecho, ya que permitió destacar en descripción densa de los diversos estereotipos de género y los rituales homosocializadores en ámbitos como la escuela, la familia y hacia el interior de los grupos de iguales. Se tuvo en cuenta la formación discursiva según el género del hablante y la edad, lo que nos permitió describir la dinámica de los textos sociales que son significativas para cada hombre, mujer, o niño entrevistado. Muestra y Población. Para la selección de la población a las que se le aplicaron las técnicas de grupo focal, para el caso de los niños en las escuelas (observación, dibujo, párrafo) no se partió de criterios de representatividad cuantitativa que establecieran la proporcionalidad de la muestra con la población total de Moa, debido a que nuestra intención era comprobar el contenido subjetivo por una parte junto a la representación social de la identidad y el rol de género; por otra, la representación mental de las características de las figuras significativas Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 74 �paternas en el desarrollo de la identidad de género de los niños. Evidentemente estos grupos fueron concebidos con un carácter intencional, estableciendo como criterios de selección la edad (5 – 7 y 11-12 años). Se escogieron al azar 6 niños de 11-12 años de cada escuela para aplicárseles una entrevista. También se desarrollaron entrevistas en profundidad a 3 maestras de cada escuela. En el caso de los hombres que constituyeron 6 grupos focales con 24 hombres con edades comprendidas entre los 20 y los 60 años, con la condición de que llevaran viviendo en la parte urbana de la ciudad de Moa durante el tiempo comprendido de 20 años o más 54. No hay distinción del lugar de Moa que viven, nivel instructivo o tipo de trabajo. Aunque debemos destacar que la mayoría de los hombres de la muestra son trabajadores de las minas o industrias del Níquel, que es la principal actividad económica de Moa. Las entrevistas familiares se desarrollaron con 20 familias, 10 de cada reparto objeto de estudio, respectivamente. Como puede apreciarse se trata de un estudio de casos de alcance microsociológico aunque los resultados obtenidos, por su significación, se deben de tener en cuenta para el trazado de políticas públicas con relación a esta problemática. Técnicas aplicadas para la recogida de datos. Escuela Primaria “Armando Mestre” Se aplicó la técnica de Observación no Participante (ver anexo 2, modelo 6) a 16 niños del grupo de Preescolar A, de un total de 20 inscritos en la matrícula, desglosados en 9 niños y 11 niñas. De esta muestra 1 sola madre trabaja fuera de la casa, siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas 55. Existen 14 familias nucleares extensas, 6 monoparentales femeninas, aunque tienen una unión consensual con un hombre que no reside en la casa que no es el padre de los niños, y en 3 familias los dos padres no trabajan. Se le aplicó la técnica del dibujo (ver anexo 2, modelo 1) a 21 niños del grupo de 1er Grado, de un total de 22 inscritos en la matrícula, desglosados en 9 niños y 13 niñas. De esta muestra existe 1 sola madre que trabaja fuera de la casa, siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas. Existen 14 familias Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 75 �nucleares extensas, 3 nucleares y 5 monoparentales femeninas, aunque 4 de ellas tienen una unión consensual con un hombre que no reside en la casa y que no es el padre de los niños, en 1 familia los dos padres no trabajan. Se le aplicó la técnica de la composición (ver anexo 2, modelo 2) a 19 niños del grupo de 6to Grado, de un total de 19 inscritos en la matrícula, desglosados en 8 niños y 11 niñas. De esta muestra, 4 madres que trabajan fuera de la casa, siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas. Existen 12 familias nucleares extensas, 6 monoparentales femeninas, 4 una unión consensual con un hombre que no reside en la casa que no es el padre de los niños. Escuela Primaria Seminternado “Juan George Sotto” Al ser esta escuela un seminternado todos los padres trabajan y el 96% son técnicos superiores. Se le aplicó la técnica del Observación no Participante (ver anexo 2, modelo 6) a 20 niños del grupo de Preescolar A, de un total de 20 inscritos en la matrícula, desglosados en 10 niños y 10 niñas. Existen 12 familias nucleares, 8 familias monoparentales femeninas. Se le aplicó la técnica del dibujo (ver anexo 2, modelo 1) a 25 niños del grupo de 1er Grado,1ro D, de un total de 25 inscritos en la matrícula, desglosados en 11 niños y 14 niñas, de ellas 14 eran nucleares y 11 monoparentales femeninas. Se le aplicó la técnica de la composición (ver anexo 2, modelo 2) a 24 niños del grupo de 6to Grado, de un total de 25 inscritos en la matrícula, desglosados en 11 niños y 13 niñas. Existen 19 familias nucleares y 6 monoparentales femeninas, teniendo 1 mujer una unión consensual con un hombre que no reside en la casa y que no es el padre de los niños. Existe una niña huérfana de padre, convive con la tía 1 niño huérfano de padre, que vive con la madre y el padrastro. Observación no Participante. Existen varios tipos de observación, uno de ellos se clasifica según la relación entre el observador y el ente observado. En nuestra investigación Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 76 �empleamos la no participante, que nos ha sido de utilidad para determinar los roles de género que las niñas y niños observados asumen en sus actividades lúdicas. Desarrollamos la observación del contexto del grupo de niños y niñas sin intervenir en el hecho que indagamos. La desarrollamos en el contexto laboral, familiar, escolar y en los juegos deportivos donde los padres llevan a sus hijos varones. Técnica del Dibujo. El Dibujo Libre es el dibujo desarrollado por los niños y niñas que expresan su percepción del entorno familiar, entendiéndose esta como un proceso activo donde el niño y la niña en cada dibujo reflejan los roles de género que dentro de la familia desarrollan sus padres y que ellos tienden a imitar. El "Test del dibujo de la familia" es un test proyectivo que donde se evalúa fundamentalmente el estado emocional de un niño, con respecto a su adaptación al medio familiar y su perspectiva de los roles de género que despliegan los miembros de su familia. Grupos Focales. Consideramos los grupos focales como unos discursos construidos entre “iguales”, donde cada hombre era parte del proceso. Por otra parte, los participantes son sujetos en proceso (que se trasforman), al conversar, van organizando permutas en su discurso; el sistema informacional es abierto, cada hombre habla y puede responder, a su vez, el que responde puede debatir y volver a hacer otras preguntas, lo que hace una conversación. El producto del grupo de discusión es un discurso grupal, que para el análisis interesa más que el habla individual. La conversación que surge dentro del grupo es siempre considerada como una totalidad (Ibáñez, 1979). El análisis de la identidad se realizó a través de: * Identificación del hombre con su grupo genérico mediante el desempeño de sus roles de género: - rol de esposo, de hijo, de hombre y de padre. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 77 �*Percepción que sobre la feminidad y sus atributos posee la mujer - opiniones: cualquier declaración, idea expresada verbalmente, creencia o conocimiento que no necesariamente incluye una garantía de su validez. Son juicios que se forman acerca de un objeto hecho. - imágenes: son en el sentido más literal de la palabra, representaciones mentales de un objeto, una situación o un estado de cosas que se exponen de forma viva y eficaz por medio del lenguaje. Entrevista Familiar. Con el objetivo de analizar los discursos desarrollados por los padres y madres de los niños y niñas para representar las construcciones de género que ellos a su vez internalizan en sus hijos e hijas a través de juegos y ajustes de conducta. A su vez son sumamente importantes para el análisis de ritos constructores y legitimadores de la masculinidad hacia el interior de la familia y su debida jerarquización. Entrevista a las Maestras: Con el objeto de analizar sus discursos sobre la educación genérica de los niños y niñas, y para precisar cuáles ritos escolares construyen, reproducen y legitiman los modelos de masculinidad. Entrevista a los niños: Con el objetivo de analizar los discursos desarrollados por niños para representar las construcciones de género sustentadas por ellos. 2.3 Las masculinidades: prácticas identitarias, asignación de máscaras y rituales de homosocialización. El concepto de identidad es sumamente importante en la perspectiva de las Ciencias Sociales56. Es un concepto amplio, más en nuestra investigación nos referiremos a la identidad masculina. Según Piqueras la conformación de cualquier identidad colectiva, deriva “del entramado de múltiples interacciones socio- identitarias, sometidas a la compleja acción de procesos de fusión o cohesión, pero también de intradiferenciación e incluso de fisión endocolectiva.” (Piqueras, 1996: 67). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 78 �La Sociología ha aportado explicaciones medulares respecto al condicionamiento social en la conformación de la identidad. Esta se realiza a través del proceso de socialización que “está estrechamente ligado al aprendizaje y a la formación de la personalidad ya que se realiza durante todo el proceso evolutivo” (Giner, Salvador, 2001:695) y de las teorías de los roles sociales asumido como “un producto social surgido en la interacción y posibilitado por la conducta inteligente que usa símbolos” (Giner, Salvador, 2001:660). Para Mead, a quien se atribuye la introducción del concepto rol en las ciencias sociales, la identidad personal reside en la interiorización por parte del individuo de sus roles sociales. Parsons desarrolla su orientación normativa y su teoría del sistema social sobre el concepto rol. En la Sociología aparece el concepto rol social como un intento de explicar la dinámica de la interacción entre el individuo y la sociedad. Parte del concepto teatral del “papel que está asignado a cada actor en la obra” (Giner, Salvador, 2001: 660). Linton le da un sentido netamente sociológico al concepto de rol al “considerar que cada individuo tiene un rol social compuesto por el conjunto de las acciones que el grupo o la sociedad espera que realice debido al status que ocupa en ese grupo o sociedad” (Linton cit. por Giner, 2001: 661) El concepto de rol da las herramientas al sociólogo para comprender al actor no sólo en su medio social inmediato, sino también en su relación con el medio social más general, de ahí que sea importante para la integración del enfoque macro y micro en la comprensión de la construcción de la identidad (Proveyer, Clotilde, 2000:12). El proceso de internalización de normas, pautas de conducta, actitudes y valores sucede de manera prácticamente inconsciente y es una influencia primordial en la conformación autoidentitaria del individuo. Tiene en su seno varias contradicciones ya que el sujeto, a su vez, es un sujeto creativo, dueño de su propio destino, constructor de los sentidos de su cotidianidad. Es importante tener en cuenta durante el proceso de construcción de la identidad el contexto donde este se produce, ya que esta se origina de manera interactiva, dependiendo del ámbito relacional donde desarrollan los actores su vida cotidiana. Por tanto el proceso identitario es controvertido, evoluciona, es cuestionado, debatible y los otros actores sociales lo debaten. Los otros, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 79 �pueden ser incluso miembros del grupo social al que pertenecen los unos, y que puede ser un solo grupo, pero múltiple a la vez (clase social, raza, profesión, género, país, etc.) El sexo, cargado de significados y de identidad, implica no obstante el que un hombre no podría llamarse miembro del sexo masculino sino aceptara y reprodujera los roles que le impone pertenecer a las masculinidades, representaciones que están aceptadas socialmente. Esta masculinidad luego implicarían un conjunto de prácticas, discursos, imágenes que son el sustento de las identidades masculinas. La construcción de la identidad masculina es el resultado de una construcción social que participa de la complejidad de lo social. Esta se remite a “grupos culturales de referencia cuyos límites no coinciden” (Cuché, 2004: 141). Estos grupos de hombres generalmente recrean sus pautas y valores en habitus homosocializadores, allí se concretan y toman forma de acción social las pautas de acción de los hombres. Las masculinidades al ser construidas culturalmente no nacen como tales. El hombre nace, biológicamente hablando, y el varón se forma mediante el complejo proceso de internalización de pautas conductuales, valores, normas que definen lo que es ser varón en las sociedades modernas. Por tanto las características masculinas no son innatas, sino son consecuencia del proceso de socialización que desde una cultura androcéntrica legitima relaciones de dominación entre los sexos. La identidad, o para ser más exactos, la condición masculina es por tanto un producto social, un resultado cultural modificable mediante la educación no sexista de hombres y mujeres. Entre el hombre y la mujer existen diferencias biológicas que son naturales y solo modificables mediante complejas intervenciones quirúrgicas57. Algunos cientistas sociales (Lozoya Gómez, José Ángel, 1999) opinan que el sexo es el punto de partida de la construcción genérica. Consideramos errada esta opinión ya que pareciera que el rol sexual no es modificable, al estar constreñido por su misma condición biológica a tener roles sexuales fijos reproductivos. El ser humano es un ser sociocultural, biológico y psicosocial, por tanto solo accede al conocimiento sobre sí mismo mediante el proceso Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 80 �cognitivo de aprehender el mundo que lo rodea. Esto lo puede hacer a través de un sistema simbólico de prácticas sociales, símbolos e imágenes. El cuerpo humano es un ente provisto de innumerables significados que existen dependiendo de las interpretaciones, valores y discursos que desarrollan los humanos sobre el mismo, por tanto el cuerpo humano no existe independientemente de estas, sino como correlato de nuestra subjetividad colectiva, lo que implicaría al sexo biológico, al igual que el género, como un constructo social, que no lo anticipa, ni lo "naturaliza" a través de la socialización, como define la construcción de la identidad de género algunos cientistas sociales. Por otra parte está la clara referencia de Butler a lo que añadimos anteriormente: "One way in which this system of compulsory heterosexuality is reproduced and concealed is through the cultivation of bodies into discrete sexes with ‘natural’ appearances and ‘natural’ heterosexual dispositions" (Butler 1990:275). La socialización como proceso de interacción social está estrechamente ligada al aprendizaje y a la formación de la personalidad. Existen cuatro instituciones importantes que socializan al individuo: la escuela, la familia, los medios de difusión masiva y los grupos de iguales. La socialización primaria, que es la que se efectúa en la infancia, es aquella en que se internalizan los elementos sociales más importantes en la sociedad, los que van a funcionar como una estructura simbólica que guíe al niño y la niña en su vida cotidiana mientras crece. El niño y la niña van a internalizar una urdimbre de significaciones que cada sociedad produce colectivamente y que instituye entre otros aspectos qué es ser un hombre, qué es ser una mujer, qué es lo bueno, qué es lo malo, etc. Según estudios de corte psicológicos desarrollados con niños y niñas como sujetos de estudio se ha determinado que la conciencia de pertenencia a una de las categorías de género existentes se desarrolla precozmente, teniendo como referentes generalmente a los estereotipos sociales sobre los roles que han de representar los miembros de cada sexo. Empleando la terminología de Goffman: desde pequeños la sociedad nos pone la elección de la máscara que Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 81 �vamos a usar en el futuro, y aunque esta máscara no es estática, generalmente define la posterior personalidad genérica del individuo. Algunos investigadores (Vasta, Haith y Miller, 1996 y Shaffter, 2002) han determinado que hacia los dos años de edad los niños ya tienen conocimiento de las categorías de género existentes en la sociedad y que este conocimiento parece tener lugar a la par que el niño toma conciencia de su identidad sexual, o sea la conciencia del propio sexo biológico. Estamos de acuerdo con Vasta y Miller (1996) cuando afirman que hasta los siete años de edad la identidad de género no se consolida. Ellos opinan que en edades previas los niños y las niñas aún pueden creer que el sexo puede cambiar según las características físicas externos (pelo, color de labios) o ropajes, adornos de pelo, colores más usados, etc. A los varones desde pequeños se le elogian sus atributos sexuales, se les viste de colores oscuros (generalmente azul), cuando hacen algún gesto sexual se les felicita, al contrario que a las niñas. Por otra parte, se les educa en la fortaleza, en la dureza. Esto ocurre puesto que fundamentalmente a los hombres en el proceso socializador desde pequeños como afirma JosephVincent Marquez “se les reprime la afectividad y el interés por lo íntimo y doméstico y se les fomenta todo aquello que sirva para convertirse en sujeto pleno y exitoso en la vida social” (1997:21). De allí que los niños a medida que se van haciendo adultos tengan problemas psicosociales en cuanto al manejo de las emociones, puesto que si a las mujeres se les estimula a expresarse libremente, a los hombres se les reprime por considerarlo un símbolo de debilidad en la masculinidad. Este imaginario social se modula y se resume en los más diversos modos de manifestarse las estructuras vinculares, con sus sesgos peculiares de género según sea el contexto sociocultural reproducido de generación en generación, produciendo una especie de cultura común androcéntrica y falocéntrica. Luego los individuos que participan de esta cultura común tendrían los mismos imperativos para reaccionar en sociedad ante determinados hechos sociales y a su vez la colectividad esperaría de ellos determinadas normas y valores que, aceptados tácitamente, conformarían un conjunto de vivencias, de una moralidad compartida por los actores. Y en caso de que se violaran, de que el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 82 �actor social hiciera “lo que no debía de hacer”, pues se aplicarían una serie de sanciones sociales. Los hombres pertenecientes a todas las masculinidades asumen máscaras que presentan ante sus semejantes. Las máscaras representan un “equipo expresivo estándar” (Goffman cit. por Alexander, 1992:190) que está compuesto por utilería de teatro, o sea “ambientación (...) apariencia (...) y modales (...)” (Alexander, 1992:190) y que los hombres escogen desde que comienzan a aprehender en sociedad los roles de género que interpretarán el resto de sus días. Estas máscaras, en tanto vehículos de un orden normativo, inducirían a los hombres a vestirse con ropas eminentemente masculinas y tratar de trabajar en labores donde pudieran mostrar lo fuertes e inteligentes que son y modales donde se viera decisión, dominio de sí mismo, autoridad, insensibilidad ante sentimientos propios y ajenos, dureza en el trato con sus semejantes, agresividad, y en casos extremos, homofobia, alcoholismo, violencia social. Evidentemente el actor está constreñido por un conjunto de restricciones culturales de lo que debe de ser un hombre. Estas restricciones son una especie de control social que someten al individuo sumergiéndolo en el tipo colectivo de masculinidades hegemónicas. Según Parsons (1982) los roles dirigen la acción individual a través de pautas de conducta y de normas que han sido institucionalizadas. Por tanto las máscaras son un producto de la socialización a la que han sido sometidos los individuos, producto que pueden modificar muy levemente, ya que han sido asignadas siempre a determinado rol, pero además producto, que en tanto se hereda y trasmite es histórico y subjetivado. No se podría imaginar al hombre perteneciente a las masculinidades hegemónicas con un pañuelo en la cabeza y limpiando un piso con una escoba. En este último ejemplo se deben estas creencias a las construcciones simbólicas del sistema patriarcal que sirven de guía para interactuar con nuestros semejantes, a las expectativas que tenemos sobre lo que debe de ser hombre y a las asignaciones simbólicas que hemos aprendido durante toda nuestra vida durante los procesos de socialización primaria y secundaria. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 83 �Las máscaras permiten establecer ciertas expectativas, cuando un actor social adopta un rol que hace mucho está establecido, se percata de que este ya tiene una máscara específica para ese rol y entonces se le facilitan sus acciones en la vida cotidiana, porque sabe que esa máscara que ha elegido tiene ciertos caminos en la acción social de los que no se debe de apartar. El actor social asume como propias las recetas preconcebidas para esa máscara y las desarrolla en su vida social, las convierte en obvias y las naturaliza como una realidad “per se” que existe con vida propia. De todas formas las actuaciones cotidianas de los actores y sus máscaras deben de pasar varias pruebas para que sean verosímiles para sus semejantes, desde dejar de lavar ropa hasta beber alcohol hasta el cansancio y pedir otra botella luego. Por tanto, los actores masculinos deben de tener presente que siempre deben dar una impresión de que su comportamiento siempre es así, bajo cualquier circunstancia. O como diría Alexander “no deben de aparentar que se esfuerzan mucho o demasiado poco; deben de dar una impresión de absoluta infalibilidad; deben de exhibir solo el producto final de su actuación, no los difíciles ensayos; deben separar al público de cada actuación de los públicos que presencian sus otros roles sociales” (1992: 191). Conclusiones parciales del capítulo. Al realizarse la indagación desde la metodología se respetó su diversidad y permitió describir y analizar las diversas cualidades del fenómeno, más que centrarse en la frecuencia numérica con que aparecen los distintos tipos de discursos identitarios. Lo anteriormente dicho no implicó relegar datos de carácter cuantitativo, como las estadísticas de violencia y el índice de masculinidad en Moa que se emplearon para una descripción general del fenómeno, a modo de contextualización en un entorno macro. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 84 �CAPITULO III LA CONSTRUCCIÓN DE LA IDENTIDAD MASCULINA EN LA INFANCIA: LOS CONSEJOS POPULARES ARMANDO MESTRE Y CARIBE: ESTUDIOS DE CASOS. El capítulo se enmarca en el tratamiento de la identidad masculina a partir del trabajo de campo en un contexto donde la principal actividad económica es la minería y la metalurgia del níquel. Para el sustento de la investigación a partir del análisis de las masculinidades, se describen los rituales de homosocialización que se desarrollan durante el proceso de socialización en la infancia y la adultez masculina, a partir de la descripción densa de los juegos de niños y niñas, entrevistas familiares, la observación no participante y el análisis del discurso de los hombres que participaron en grupos focales. Lo anterior permitió argumentar los elementos culturales que median en la construcción de la identidad de género en niños, la influencia homosocial en estos y los estereotipos internalizados. En sus tres epígrafes, se concreta un análisis crítico analítico de la construcción identitaria de género en la niñez, para distinguir los elementos simbólicos -estructurales que las estereotipan, reproducen y legitiman, teniendo en cuenta la identificación de los principales rasgos que la caracterizan y los rituales homosocializadores que las recrean en los ámbitos familiares, escolares y hacia el interior del grupo de pares. 3.1 Minería e Identidad Masculina. Abordaje de la problemática de la sociabilidad masculina en el contexto de Moa. La identidad masculina infantil es una construcción compleja que depende de factores sociales y culturales, su análisis implica por tanto caracterizar los procesos, contextos y discursos donde esta se estructura y reproduce. Es sumamente interesante comprender como ello ocurre en un contexto económico sui generis en Cuba: el municipio de Moa. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 85 �Moa es un municipio situado al noroeste de la provincia de Holguín. Tiene una extensión territorial de 732.6 Km2, de ellos 19 Km2 en zona urbana y 713.6 Km2 en zona rural, de estos pertenecen al Plan Turquino 573 Km2. La densidad poblacional es de 88.8 habitantes por Km2, en la zona urbana 2 499.2 habitantes por Km2, la rural 10.6 habitantes por Km2 y el Plan Turquino 2.9 habitantes por Km2. La población actual es de 72 414 habitantes, corresponden 61 836 a la zona urbana (85.4 %) y a la rural, 10 578, 14.6% de ellos en la montaña. Limita al Norte con el Océano Atlántico, al Oeste con los municipios holguineros de Frank País y Sagua de Tánamo. Al Este y Sur con los municipios guantanameros de Baracoa y Yateras58 (Ver anexo 7, fig. 2 y 3). La actividad económica tradicional de Moa en sus inicios fue la pesca y la silvicultura. En la actualidad es la minería y la metalurgia del níquel su principal sustento, aunque inicialmente, en los años 50 del pasado siglo XX, la minería del cromo ocupó un sitial preferencial. La actividad minera ha determinado por décadas la vida cotidiana de los habitantes, hombres y mujeres que la habitan. En esta se genera una dimensión sociocultural que se verá invariablemente reflejada en los sistemas simbólicos de género, la educación, la religión y el idioma, por mencionar algunos rasgos. La minería es una actividad económica singular, masculinizada, que acompaña desde siempre la construcción de una identidad regional. Una lectura de carácter semiótico y con perspectiva de género sugiere que el hecho de extraer minerales, simbólicamente representa desde sus imaginarios una violación a la tierra madre progenitora de todos los hombres y eso lo hacen los mineros. Astelarra cita a Bacon cuando dice que los hombres habían perdido el control sobre su hábitat al ser expulsados del paraíso, ¿quién era la culpable?, pues la mujer. Pero este poder lo podía volver a tener cuando dominaran la naturaleza, y esta es una obsesión de todas las corrientes racionalistas. El camino para ese sometimiento era la técnica, la ciencia y la minería. “Los mineros y herreros, junto a los científicos, se convertirían en el nuevo modelo de una clase dinámica y dominante”59 (Astelarra, 2005:12). Así los ilustrados franceses exaltaron la capacidad de la razón para revelar las leyes naturales y la tomaron como guía en sus análisis desde una perspectiva androcéntrica, que se Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 86 �mantiene predominantemente en la ciencia. Todo lo anteriormente dicho aparece legislado en el convenio número 45 de la Organización Internacional del Trabajo, adoptado el 21 de junio de 1935, que en su artículo 2, establece la prohibición del trabajo de la mujer en las minas subterráneas 60. La minería, como actividad técnica y económica, dio un paso adelante gracias a la revolución industrial, y dentro de esta, la revolución científico – técnica, la que cambió radicalmente todos los paradigmas del mundo del hombre en tres direcciones fundamentales: inicialmente el conocimiento humano; la vida cotidiana como proceso material de vida y como proceso espiritual. Para analizar los textos y contextos que motivan la acción social de las hombres en Moa y sus dinámicas culturales relacionadas con la construcción genérica, debemos tener presente los elementos sociodemográficos que configuran su desarrollo entre los que se encuentran los tres grandes momentos migratorios desarrollados en Moa, los que aún están conformando su identidad, signados por un alto índice de masculinidad en la región. El análisis de los datos obtenidos durante la revisión de contenido en el trabajo de campo nos muestra que Moa es uno de los municipios del país con menores niveles de población residente nativa, lo que se expresa a través de la presencia característica del influjo cultural de los migrantes de diferentes localidades del país en el municipio 61. Los altos niveles de migración están motivados porque era, y es, una zona de pujante desarrollo económico. Con posterioridad al triunfo de la Revolución y por su política trazada para mejorar la calidad de vida de los mineros 62, se instituyeron medidas como la dieta minera, los grandes salarios a destajo, la construcción de casas para los trabajadores en las industrias del níquel63; por otra parte, acompañan infraestructuralmente al asentamiento las construcciones de tiendas, hogares, complejos culturales y deportivos del poblado minero de Punta Gorda, por órdenes directas del Che Guevara, que durante su mandato como Ministro de Industrias se preocupó por la calidad de vida de estos trabajadores, y en su programa de industrialización del país, apostó por una explotación intensiva de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 87 �dicha actividad en la actual empresa “Pedro Sotto Alba” S.A, antigua Mining. Company S.A. El primer momento migratorio fue durante la década del 50 del siglo XX. A finales de 1951, la empresa norteamericana Freeport Sulphur Co., comienza a desarrollar sus yacimientos minerales lateríticos en Moa, y para ello contrata a trabajadores que vivían en el poblado de Punta Gorda (Velazco, 2012: 35). En ese mismo año se realiza el último censo de población y viviendas de la etapa republicana, en el que la población tenía un total de 4 445 habitantes, el que casi se duplicó en diez años producto del surgimiento de nuevos asentamientos y la apertura de nuevos centros laborales, la infraestructura social, el comercio minorista y varios servicios necesarios a cualquier asentamiento poblacional. De 1954 a 1958 se produce un nuevo crecimiento notable de la población masculina, debido a la actividad de la compañía minera Freeport Sulphur Co., la cual acrecienta el número de sus obreros por la construcción de la nueva fábrica de níquel y miles de trabajadores de otras partes del país vienen en busca de empleo. A principios de la Revolución el Che Guevara, junto al ingeniero Presilla, graduado en Harvard, hicieron funcionar la fábrica procesadora de níquel que los norteamericanos habían dejado en Cuba. Se inicia un proceso de urbanización del territorio y se comenzaron a institucionalizar las organizaciones y los procesos políticos durante todo el año 1966 64. El segundo momento fue con la construcción de empresas como la “Che Guevara”, durante la década del 80 del siglo XX, con la ayuda del Consejo de Ayuda Mutua Económica. Se construyeron otras empresas para la prestación de servicios a la extracción y elaboración del níquel. No se poseen los datos de la población completa de Moa en ese período, pero una revisión de los documentos de Recursos Humanos del Grupo Empresarial Cubaníquel, nos muestran que vivían 32 342 hombres en 1988, por lo que el índice de masculinidad debía de ser todavía muy alto. En ese período, según el Instituto de Planificación Física era una de las mayores zonas receptoras de migrantes internos. (Ver anexo 6, Fig. 1 y 2). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 88 �Según Velazco los índices de violencia social aumentaron en este período, debido al bajo control que existía, o la imposibilidad del mismo gracias al elevado número de hombres que vivían en condiciones de albergados y la negligencia o imposibilidad de la policía (Velazco, 2012: 48). El tercer período de inmigraciones mayormente masculinas coincide con la apertura de nuestras industrias al capital extranjero y la conformación, entre otras, de la Empresa Mixta “Pedro Sotto Alba” S.A.; a esto se agrega la llegada de otras empresas extranjeras, como Volvo S.A., Diesel, S.A., que promovieron nuevos puestos de trabajo mejor remunerados. Es significativo que la población creció de 37 688 habitantes en 1982 a 74 829 en el 2009. Como lugar de destino de los migrantes internos se disputaba la primacía con Varadero (Ver anexo 6 Fig. 1). El municipio en la actualidad, demográficamente hablando, tiene la población más joven de Cuba65. El segmento de esta PEA es de 26 612, donde 486 mujeres y 938 hombres se desempeñan como dirigentes, evidenciándose respecto al poder formal un gran desbalance, ya que los hombres ocupan el 66% de las plazas directivas; pese a que la mayor parte de los técnicos superiores que existen son mujeres, 5 364 (59%), frente a 3 771 (41%), hombres (ver anexo 12, fig.2). La mayor parte de los obreros, directamente vinculados a la producción, trabajan en los lugares más riesgosos y difíciles (choferes en la minas a cielo abierto, en la construcción, manejando las máquinas que extraen el mineral, etc.) son hombres 9 492, para un 87% del total mientras que mujeres solo 1 427, para un 13%. Existen más mujeres (2 562, para un 56%) trabajando en el área de los servicios que hombres (2006, para un 44%), y es un resultado lógico de la normatización del sistema patriarcal, donde los servicios generalmente están asociados a labores domésticas tradicionalmente femeninas, como la peluquería, la cocina, la función de camareras en cuarto de hoteles, la atención en restaurantes, etc. La producción mercantil del municipio es mayormente industrial, el 82%, lo que lo convierte en uno de los municipios más industrializados del país (ver anexo 12, fig.3). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 89 �El Consejo Popular “Armando Mestre” situado al noroeste de la ciudad de Moa tiene los viales en mal estado; sus edificaciones se construyeron sobre la base de un antiguo campamento de hombres mineros que construían las fábricas del níquel en la década del 80 del pasado siglo, por lo que el estado de deterioro del fondo habitacional es del 73%; difícil acceso al agua potable (casi es nula la red de alcantarillado y acueducto); tiene 1 bodega, y una escuela primaria; escasa integración de los factores comunitarios para el logro de procesos participativos eficientes; altos índices de violencia social; la problemática medioambiental de la polución y los vertederos de basura 66. El Consejo Popular Caribe está conformado por edificios tipo girón, construidos a finales de los años 80 del siglo XX con el objetivo de darles residencia a los trabajadores cubanos y soviéticos que laboraban en las empresas del níquel. El fondo habitacional está en estado mediano (87% en buen estado), debido a que el gobierno ha desarrollado durante el año 2013 varias acciones reconstructivas en estos edificios. En el Consejo Popular hay 3 bodegas, 1 escuela primaria y 1 seminternado, 2 cafeterías, 1 hotelito, 2 placitas del agromercado. La red del alcantarillado está en un estado medio. Los actores sociales desarrollan actividades comunitarias y existen acciones para mejorar el medioambiente67. Migraciones e índice de masculinidad. La región se ha caracterizado por tener un elevado índice de masculinidad, producto de todos estos momentos migratorios. Esta situación se ha mantenido durante toda la historia del poblamiento de la región. El índice de masculinidad en la localidad (ver anexo 8, tabla 2) es muy alto y al correlacionarlo con el del resto de los municipios de la provincia se ha determinado que es de lo más altos de la provincia y posiblemente del país. Para el cálculo del índice de masculinidad actual se tomó en cuenta la población completa del municipio Moa y las estadísticas de Recursos Humanos del Grupo Empresarial CUBANIQUEL, ya que existe en la ciudad una población masculina flotante de otros municipios cercanos que viaja diariamente a trabajar. Son los llamados movimientos migratorios pendulares (vivienda-centro laboral) que no implican el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 90 �cambio de residencia habitual de la persona que se traslada. Por otra parte, es significativo el número de trabajadores albergados de sexo masculino y los trabajadores extranjeros hospedados, siendo todos generalmente hombres (Anexo 8, tabla 3). Todo ello influye en el aumento del índice de masculinidad en el municipio, índice no solo calculable a partir del último censo de población, sino que está muy por encima de este. ¿Qué correlaciones pudieran establecerse entre un alto índice de masculinidad en una región minera y las variables asociadas al género? Primeramente, en la minería y la metalurgia hay una práctica laboral vigorosamente generizada, lo que implica que la jerarquía social entre hombres y mujeres se encuentre legitimada y reforzada en la cultura organizacional de las diferentes empresas que se dedican a la extracción y procesamiento del mineral. En estos espacios mayormente masculinos, sus prerrogativas se manifiestan a través de una diferenciación funcional del trabajo por género (Tallichet, 1995, Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011), (ver anexo 11, imagen 1, 2, 3 y 4). Generalmente en las minas de Moa, las funciones laborales de las mujeres reproducen el ámbito doméstico: servir café, traer la merienda, hacer el inventario en las oficinas, buscar el agua68, mientras que los trabajos considerados como tradicionalmente masculinos, corrientemente lo ejecutan los hombres. Como se ha comprobado en el trabajo de campo desarrollado en las minas de la Empresa “Che Guevara” y de la Empresa “Pedro Sotto Alba” S.A., la cultura organizacional allí contiene rígidos órdenes simbólicos de género que legitiman las claves sobre de un comportamiento masculino adecuado en los contextos sociales (Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011). Estos son espacios de homosocialización intensa entre hombres donde se recrean posturas, discursos y gestualidades típicamente masculinas, y donde se naturaliza, como espacio simbólico, la “supremacía masculina”. Por otra parte el predominio demográfico de los hombres en Moa (ver anexo 8, tabla1), influye en el fortalecimiento de las redes simbólicas de homosocialización y en la existencia de espacios sociales donde estas redes son más fuertes. Esto influye en la legitimación de patrones androcéntricos en la sociedad moense y el fortalecimiento de una ideología de género de corte Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 91 �patriarcal, de una heteronormatividad en una sociedad estructurada desde relaciones asimétricas entre los sexos. Esta asimetría se legitima constantemente por la actividad económica que allí se desarrolla, donde desde las ideologías masculinas se construyen las representaciones colectivas del hombre y la mujer. En otras palabras, la representación de las interacciones cotidianas entre hombres y mujeres, que a la vez es un aparato semiótico, se constituye en una construcción cultural que asigna significados. La internalización de estas relaciones de género es importante para las construcciones de las identidades masculinas. La minería como actividad económica tiene características laborales sui generis (turnos de trabajo intensivos, zonas laborales de alto riesgo, actividades muy especializadas), y precisamente por estas tipologías profesionales, sumadas a las sociodemográficas, la zona se convierte en un reducto cultural que se resiste de forma persistente al proceso social transformador de las identidades de género en nuestro país, en el sentido de que estas características favorecen la construcción, legitimación y recreación de una identidad masculina dominante, androcéntrica y patriarcal69. El trabajo en la minería y la metalurgia es uno de los espacios laborales más importantes en la configuración de la identidad de los actores sociales, en la fuerte diferenciación entre los sexos según el puesto laboral en la construcción de la identidad de género. Por otra parte, en Moa se denota que en estos espacios de homosocialización se construyen y legitiman jerarquías sociales, que están cimentadas por imaginarios cotidianos sobre las diferentes empresas mineras donde trabajan los hombres, o el puesto que estos ocupan dentro de su estructura organizacional. Esto no quiere decir necesariamente que exista una relación directa entre el fenómeno de la violencia y la actividad económica, pero evidentemente la naturaleza de esta, las características sociodemográficas del lugar (alto índice de masculinidad) inciden en el fortalecimiento de las redes homosociales masculinas, que legitiman el modelo de masculinidad predominante. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 92 �Existen varios factores que influyen en que la minería y la metalurgia, como especialidades técnicas, tiendan a excluir a las mujeres, y no solo por la histórica división social del trabajo que Engels y Durkheim abordan sino por un conjunto de símbolos, mitos y leyendas ancestrales y modernas que asocian la presencia femenina en la minería con un ente de mala suerte. Los especialistas entrevistados (anexo 2, modelo 3) refieren que existe una “cultura minera, rasgo esencial de la actividad minera”, y que esta es masculina netamente, porque “las mujeres son muy débiles para el trabajo en la minería” y que: “Conocemos al menos un caso en la mina “La Mercedita”, cuando estaba abierta, en la que una mujer bajó y hubo un derrumbe donde por suerte no hubo muertos, después nos enteramos que tenía la menstruación: todo esto da mala suerte” (Rodríguez, Bárcenas, 2011: 46). “Yo lo que sé es que las mujeres no deben bajar a la mina, ese un trabajo nuestro: de hombres, además mi abuelo, minero como yo, me decía que ellas debían de estar lejos de la mina porque si no, se derrumban, a mí no me lo creas pero es como que tienen mal de ojo” (Rodríguez, Bárcenas, 2011: 48). Es curioso cómo estas afirmaciones, construidas desde la mitificación del rol de la mujer y la minería a su vez ha influido en la conformación de los imaginarios cotidianos sobre mujeres y esta actividad económica, en los científicos del beneficio del mineral. Esto es argumentado por Armando Cuesta70 cuando afirmó que “gnoseológicamente podemos hablar de la minería como una ciencia exacta donde el desempeño de las mujeres es por tanto menor, ya que ellas son más delicadas y más emotivas, por lo que no pueden hacer la ciencia dura que requiere la minería”. Esto también se demuestra en los discursos de los hombres captados mediante los grupos focales quienes aseguran que “su trabajo es una forma de realización de sus vidas y de asegurarle el alimento a sus familias” (G.1b, G.1c, G.2a, G.2b, G.2e. G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a, G.5b, G.5c. G.5d, G.6a, G.6c, G.6b. G.6d). Evidentemente este trabajo implica Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 93 �para ellos el rol de proveedor familiar al que se ven obligados por la naturalización de los roles masculinos de despensero de la familia. El trabajo de campo realizado con hombres que laboran en la minería, ha mostrado que estas circunstancias laborales implican a un hombre proveedor y despreciativo de los otros hombres que “son mantenidos por mujeres” (G.2a, G.2b, G.2e. G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c). Es la llamada “doctrina viril del logro”, de la que hablaba Gilmore (1994: 35). Estos espacios laborales de homosocialización (constituidos por horarios laborales de turnos nocturnos y diurnos, difíciles condiciones de trabajo, carencias económicas, rígidas estructuras jerárquicas de mando, estrategias de comunicación unidireccionales) influyen en la forma en que se construye la identidad masculina en Moa, inclusive en relación con las mujeres y los niños. En la entrevista desarrollada a María Caridad Limares de Paz, Directora de Recursos Humanos del Grupo Empresarial CUBANIQUEL, ella señala que la empresa tiene una política de superación de las mujeres en las empresas, pero “que si bien no es menos cierto que en la Empresa de Servicios a la Unión del Níquel, la mayoría de las mujeres que laboran allí tienen funciones de cocineras o amas de llaves” (EP.1) (ver anexo 9 tabla 2 y 3). En los trabajos directos a la producción los hombres tienen la ventaja de disponer de un capital social y cultural superior al de las mujeres, ya que ellos generalmente son graduados superiores (ingenieros en minas, en mecánica, geólogos, eléctricos), mientras que “generalmente las mujeres trabajan en las minas son técnicos medios o tienen solo 12 grado” (EP.1). Por tanto estas últimas tienen un status subordinado a los hombres en las relaciones de trabajo y por tanto, extensivo al sistema social (ver anexo 11, imagen 1, 2, 3 y 4). Estadísticamente hablando estas son las especialidades más numerosas donde desarrollan su vida profesional las mujeres en dichas empresas, el trabajo tradicional (servir comida, trabajo de secretarias, traductoras, etc.) y “aunque una gran parte de las mujeres que trabajan en las fábricas son profesionales, ingenieras, ellas desarrollan su labor en la oficina y pocas en el trabajo de campo, en la minería, donde los hombres son mayoría habitualmente” (EP.1) (ver anexo 11). Por otra parte añade, que aunque el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 94 �Grupo Empresarial tiene la política de empoderar a las mujeres y a las personas de raza negra por directivas del partido, en el primer caso existe una resistencia tácita por parte de los hombres que van a ser dirigidos por estas, expresando su desagrado en muchas ocasiones públicamente, ya que consideran” que la mujer no es buena para dirigir hombres de trabajo como ellos” (EP.1)71. La actividad económica principal de Moa configura de alguna forma roles instrumentales de hombres y mujeres en el trabajo, construye y legitima representaciones que luego son recreadas en otros ámbitos de la vida cotidiana, como el familiar, lo que nos lleva de los ámbitos públicos de la acción de las masculinidades, a un ámbito privado: el mundo interior de la familia. 3.2 Los estereotipos de género construidos en la infancia a través de los juegos y los discursos familiares como estructuras estructurantes. La descripción densa de la construcción de la identidad masculina en la infancia, nos lleva a la comprensión de este fenómeno más allá del razonamiento fenomenológico de los actores sociales y de la realidad vista desde su perspectiva, resultando de interés para nuestra investigación el modelo de análisis que precisa la Sociología cultural. Nuestra indagación microsociológica intenta corregir las restricciones basadas en la racionalidad instrumental, fraguada por la sociología desde sus orígenes, que, al decir de Jeffrey Alexander, (2005) evacuan la trascendencia de un mundo que no es racional e imponen desde la epistemología, la separación de la cultura respecto a la sociedad. Nuestra investigación se desarrolla a través de la perspectiva cultural, siendo esta un criterio de investigación poco desarrollado en los estudios de masculinidades. Desde el prisma de la Sociología cultural pretendemos renovar criterios funcionalistas que han limitado los estudios de masculinidades a partir de enfoques macro y deterministas, suplir la carencia en nuestro país y América Latina de estudios de identidades masculinas infantiles, y hacer una indagación Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 95 �hacia el interior de la construcción de categorías como masculinidad hegemónica y los ritos y estereotipos mediante los cuales se construye esta identidad masculina en la infancia. Para comprender cómo la cultura influye en la construcción de valores masculinos en los niños, se ha intentado superar el enfoque funcionalista con el uso de la perspectiva metodológica de Goffman. Las teorías de socialización cuando abordan el tema del aprendizaje social de género, lo tratan a partir de procesos mediante el cual los niños y niñas van aprehendiendo a lo largo del desarrollo conductas específicas de cada sexo, según los patrones predominantes en diferentes sociedades, ya que cada sistema social establece y reproduce lo que le es propio. A medida que los infantes crecen van internalizando los denominados roles de género, o sea, patrones de conducta valorados como propios, adecuados y deseables para los niños o como propios, adecuados y deseables para las niñas. Los roles de género en cada sociedad prescritos se legitiman convirtiéndose en estereotipos, proyectándose socialmente mediante símbolos (tipo de ropa, gestos sexuales, color de ropa, juguetes que deben usar) que la familia y la comunidad recrean en las dinámicas de socialización mediante rituales. Al estereotiparse estos roles de género se convertirían en concepciones simples a primera vista y naturalizadoras del orden dado. Estas están extendidas de tal forma que educan a los niños con rasgos denominados instrumentales: competencia, racionalidad y asertividad. A la niña le enfatizan rasgos relacionados con lo emocional y afectivo, preparándolas para futuros roles de madres (G.2a, G.3a, G.3b, G.4a, G.4b, G.4c., G.4d, G.5b, G.5c, EF.1, EF.3, EF.6. EF.9, EF.11, EF.12). Los estereotipos de género abarcan también otras dimensiones como las características físicas; los empleos y conductas (en Moa los hombres deben ser diestros en soldaduras, electricidad e ingeniería y líder de grupos para trabajos de choque en las minas; la habilidad de las mujeres debe ser para cocinar, controlar la economía familiar, lavar y para coser) (G.4a, G.3b, G.3e, G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c, EF.1, EF.3, EF.6. EF.9). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 96 �Precisamente en estos niveles de socialización es donde se cimentan y legitiman los estereotipos de género, que son sumamente importantes y decisivos en la construcción la identidad de género de los niños. La cimentación se establece sobre los atributos de lo femenino y lo masculino en un contexto social, pero entendiéndose contexto también como cuerpo físico configurado socialmente. Por tanto, la cultura define lo que es ser hombre/mujer, y la configuración de sus cuerpos, lo que va a vestir, lo que va a decir en determinado momento, y la importancia de legitimarse en tanto hombre o mujer, en cada acto social, que es el lugar donde desarrollan su acción social (en la división sexista del trabajo, los roles familiares, la jerarquización de los espacios, la enseñanza escolar, etc.). Aunque en los últimos años los medios informativos en Cuba y las diversas campañas desarrolladas por diferentes instituciones han intentado cambiar la panorámica de las relaciones de género, debemos decir que en Moa, los estereotipos de género se siguen asumiendo naturalmente desde la familia, la escuela y la comunidad como espacios sociales (ver anexo 13, tabla 2). ¿Muñecas para varones? ¿Pistolas para niñas? ¿Son portadores de identidades, roles y estereotipos de género los juguetes? Hacia una comprensión profunda del juego en la niñez y sus implicaciones en la construcción de la identidad. Los juegos son sumamente importantes en la construcción de la personalidad desde la infancia y la adquisición de competencias psicomotoras, en el desarrollo de la parte cognitiva y afectivo- social. Los niños y niñas se socializan a través del juego y este generalmente lo desarrollan con juguetes. El juego entre iguales está compuesto, desde sus comienzos, por un fuerte componente social y cultural. Los primeros juegos infantiles son de tipo psicomotor, es decir parten de las acciones sobre los objetos (Vygotsky, 1979: 35). A medida que los niños y las niñas crecen surgen símbolos en sus juegos, al principio de forma elemental y más adelante de un modo más complejo. Se trata de situaciones en las que representan roles y actúan con los objetos atribuyéndoles un significado distinto del que Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. en realidad tienen. Página 97 �Hermenéuticamente hablando, el signo depende del contexto donde se interprete su función, digamos que un lapicero se puede convertir en un puñal o en una jeringuilla para la niña que desarrolla roles de enfermera. Esta actividad lúdica generalmente se complejiza, ya que les permite soñar a convertirse en aquello que aún no son, pero legitima el modelo de masculinidad o feminidad, cuya máscara aprenden a usar de forma lúdica, e internalizar lo que desean ser. El juguete es un elemento simbólico de socialización, constructor y legitimador de representaciones sociales del género, que por tanto influyen en la construcción de la identidad masculina. En las entrevistas desarrolladas con las familias y las maestras en las escuelas todos consideraron que los juguetes con que los niños jugaban (la pistola, el balón de fútbol, el bate) eran intrínsecos de su condición masculina, o sea, no reflexionaban que esta condición estaba en construcción, sino que ya el niño había nacido con ella y que los juguetes solo contribuían a “fortalecerla”. También fue curiosa la idea de la feminidad como privativa de las niñas, relacionando sus juguetes con jeringuillas, muñecas y pequeños útiles de cocina (G.1a, G.1b, G.3b, G.3e, G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c, EF.1, EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9). Padre: “Los niños siempre han jugado al bate y la pelota….sí es cierto que existen equipos femeninos de pelota pero las mujeres a decir verdad lo hacen peor y no hay ninguna en las grandes ligas: esto te dice que aunque sean muy buenas no van a ser tan buenas como el peor pelotero de la triple AAA jugando” (EF.2) Madre: “El fútbol es un deporte de hombres, yo quisiera que aunque ese deporte no es fuerte en nuestro país mi hijo fuera futbolista, ¿Qué por qué no mi niña?, porque el deporte fuerte no está hecho para las mujeres, es mejor que ella estudie enfermería, o si le gusta el deporte que sea psicóloga deportista” (EF.11) Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 98 �Se pudo determinar que las maestras refuerzan estas ideas desde el currículo oculto, convirtiendo las escuelas en aparatos ideológicos de las masculinidades, ayudando a construir y legitimar un modelo hegemónico de masculinidades, en el que ellas mismas están inmersas. Desde el currículo oculto contribuyen a reforzar estos estereotipos que los niños ya habían aprendido en su entorno familiar y que ahora recreaban en el ámbito escolar (EM.1, EM.2, EM.3, EM.4, EM.6). Maestra: “No, no está en los programas de estudio, pero es lógico, ¿no?, un niño debe jugar con un bate o pelota y una niña con las muñecas, porque además los varones son más fuertes y si se caen yo les digo, dale levántate y no llores, pero las niñas son más delicadas”(EM.2) En las entrevistas familiares desarrolladas constatamos que los padres y madres no son conscientes de la diferencia utilitaria de cada juguete que sus niños usaban en las escuelas o en las casas, ni siquiera las razones de por qué los niños debían vestirse con “colores oscuros” y las niñas con “colores claros” (EF.1, EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9, EF.10, EF.11, EF.12). Madre: “No sé, siempre ha sido así: los niños con colores azules y las niñas rosados, desde los tiempos de mi abuela y supongo que siempre fue así, debe de ser porque el color azul es más ocurso, da una visión de lo que el niño va a ser cuando sea grande: fuerte, valiente, sano” (EF.2). En el caso de los juguetes cuando indagamos por su dicotomía de uso, basándonos en una de sus respuestas, de porqué el niño jugaba con una ametralladora y la niña con una muñeca barbie, algunos de ellos sugirieron que era porque era lo que se ponía en la televisión, y mencionaron una serie de dibujos animados de muñecas barbies 72. En Cuba, aunque no existe un mercado propiamente específico de juguetes ni publicidad visual, evidentemente los medios de difusión masiva influyen también en la construcción generizada de las representaciones sociales de los juguetes con que debe jugar el niño o la niña. La difusión de dibujos animados de Walt Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 99 �Disney o Pixar, refuerzan estas (EF.1, EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9, EF.10, EF.11, EF.12). Madre: “Pero además cuando se mira la televisión se ve con claridad cuáles son los juguetes con los que debe jugar cada niño, ¿usted ha visto “Toy Story”?, allí el niño juega con un robots y con unos pistoleros, si fuera normal que un niño varón jugara con muñecas pues los yanquis lo habrían puesto, y ellos están más desarrollados en ese sentido” (EF.11). Por lo que, sumado a la larga tradición patriarcal de uso de un juguete u otro, los programas trasmitidos por la televisión reproducen y refuerzan estos criterios lúdicos heteronormativos. La observación no participante sobre la actividad lúdica que desarrollamos en el espacio escolar nos mostró las claves para poder interpretar cómo a través del juego los niños van internalizando su futuro papel de “macho-varónmasculino” (ver anexo 10 y 13, tabla 1). Pudimos observar que los niños de 11 y 12 años juegan desarrollando roles que la sociedad ha “naturalizado” como masculinos. Adoptan un guión de médico, limpiabotas o cuentapropista. En ninguno de los casos observados las niñas juegan dichos roles, sino los de maestra, enfermera o ama de casa (véase anexo 10) con el acuerdo tácito de la maestra, que refuerza estos estereotipos brindándoles los juguetes con los que debe jugar ambos sexos en su opinión (EM.2, EM.3, EM.5). Este es un hecho observado en las dos escuelas objeto de estudio. Por otra parte, la escuela funge como aparato ideológico del patriarcado, o institución disciplinaria (Foucault, 2006) cuya estructura se caracteriza por la disciplina, la búsqueda de un determinado concepto de orden (masculino hegemónico, una heteronormatividad que se construye consciente o inconscientemente en los niños) con la meta final de obtener una homogeneización de las conductas particulares de los niños y niñas de las conductas esperadas. La escuela también funciona desde lo que se comprende como panóptico donde las maestras combinan la vigilancia, el control y la corrección. Según sus respuestas si ven que un niño “está un poco flojo”, le recomiendan a sus Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 100 �padres ponerlos en un deporte de combate, “judo, lucha libre o boxeo: eso ayuda a que se pongan fuertes”, y si ocurre el caso contrario, de la niña “marimacho”, “la llevamos nosotras mismas a la casa de cultura para ponerla en piano o en danza española” (EM.1, EM.2, EM.3, EM.4, EM.5, EM.6, EM.7, EM.8). En la doctrina de Foucault, la vigilancia que se ejerce sobre el individuo tiene una perspectiva estratégica: se fiscalizan las potencialidades de cada actor para prevenir lo que éstos puedan hacer en el futuro, o sea, en este caso se vigilan las particularidades que tienen los niños para poder evitar “un daño irreversible en el futuro” (EM.2). Se observó que los juegos “naturalmente” masculinos requerían de un mayor consumo de energía, uso de fuerza física y habilidad en actividades motoras. Los juegos “naturalmente” femeninos estaban basados en su mayor parte en la habilidad de las niñas para desarrollar habilidades de movimientos finos (como tejer) y la representación de roles (enfermera, maestra) que necesitaran reconocimiento de sentimientos y emociones (Ver anexo 10). Por otra parte, las visibles señales de aprobación por parte de las maestras de cuáles eran los juegos aceptables para niños y niñas se denotaban como importantes para la adquisición por partes de estos de roles de género. En la entrevista efectuada a varias maestras, en cada escuela, estas coincidían en que si una niña quería jugar con una pistola, las maestras le “reorientaban la acción hacia una acción más femenina”, como “los cocinaditos”, porque ella no querían que “la niña fuera marimacho” en el futuro. (EM.1, EM.2, EM.3, EM.4, EM.5, EM.6) (Ver anexo 10). Maestra: “Eso está visto y comprobado: las niñas que los padres se descuidan en su educación y juegan juegos de varones tienen una tendencia a ser lesbianas en el futuro, o al menos no todo lo femenina que una mujer debe ser” (EM.1) Un estudio con enfoque hermenéutico de las posiciones lúdicas y de la espacialidad en los juegos que adoptan los niños en los espacios escolares y Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 101 �familiares nos muestra la distinción jerárquica entre sexos: a los niños los preparan para la vida pública (soldado, limpiabotas, vendedor de agro), mientras que a las niñas, sobre todo las preparan para funciones familiares más tradicionales (cuidadoras, educadoras, cocineras). Inclusive se determinó mediante la observación que no podían ocupar el puesto de “médicas” porque la maestra siempre le daba ese rol al niño, y a la niña el papel de enfermera, de asistente del “doctor”. De esta forma la escuela recrea y fortalece el sistema normativo de la masculinidad hegemónica. Los niños cuando sostienen una pelota o una pistola, no es el simple objeto lo que sostienen, sino van aprendiendo que ese objeto es símbolo de hombría, de respeto, es un objeto que establece una diferencia entre ellos y las niñas 73. En otras palabras cuando juegan en un equipo de ladrones y policías (donde, por cierto, las niñas están excluidas) se observa que recrean gestos, modales, típicamente “masculinos”. Serían entonces dramatizaciones compuestas de máscaras que aparecen como cultura objetivada y como formas de acción simbólicas compuestas por los gestos bruscos y violentos y los disparos de bandidos y policías. Es curioso que en estos juegos los niños establezcan iguales posiciones de poder a los bandidos y policías, excluyendo a las niñas de sus juegos. Por lo que en sus actividades lúdicas la dramatización de los roles, las fachadas y las máscaras están relacionadas con el poder aprendido. Asimismo, la máscara que adopten en sus juegos trasmite un mensaje para sus iguales y para el otro público que mira esta representación teatral. En nuestra observación en la escuela primaria Seminternado “Juan George Soto” pudimos determinar que los niños que jugaban a bandidos y policías, cuando otro bando los atrapaba, debían mantener su valentía hasta el final, pese a ser atados por sus contrincantes. Esta actitud era para demostrar lo dignos que eran de respeto por sus “enemigos”. En los espacios escolares y familiares y hacia el interior de los grupos de pares los niños juegan a ver quién es más fuerte, más habilidoso, quién es capaz de cuestionar las normas establecidas y, por tanto, es lógico que los juegos y juguetes asociados a su masculinidad estén relacionados con objetos propios Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 102 �del mundo público (pistolas, pelotas, espadas, bates, balones de fútbol, soldaditos, barcos, carros, caballos, etc.). Estos son objetos que, además, tienen alto contenido de violencia simbólica al relacionarse su función real con conceptos tales como la muerte, la guerra, el espíritu competitivo, los golpes, la velocidad. Todos, términos que legitiman el tipo de masculinidad hegemónica que la sociedad establece. Pudimos constatar que la mayoría de las madres desarrollaban sus respuestas desde una posición conservadora y su discurso era marcadamente convencional, viéndose a ellas mismas y a sus hijas como parte secundaria del mundo masculino al que sus niños varones van a entrar y del que van a ser protagonistas, mientras ellas y sus hijas son solo meras ejecutoras periféricas. Estas concesiones socioculturales de género, entre otros constituyentes, determinan el proceso progresivo de construcción de una identidad en cada individuo, influyendo especialmente en el proceso de construcción sociocultural de identidades de género: los estereotipos74. Al ser el género una construcción sociosimbólica sobre los imaginarios de los atributos de lo femenino y lo masculino, determinado por contextos específicos, se sostiene a través de representaciones simbólicas lo que es el hombre o la mujer, y define las expectativas sobre la acción social de estos, los espacios sociales que ocupan, su jerarquización y su relación con el poder. Todo esto es la génesis de los estereotipos que establecen modelos de feminidad o masculinidad y que normatizan a los niños y niñas desde sus infancias y se reproduce en ámbitos escolares, familiares y en general donde el niño interaccione con los adultos. Del trabajo de campo desarrollado se deduce que los estereotipos de género internalizados en la infancia se pueden clasificar en tres categorías: a) Emocionalidad: En los varones se trata de enseñarlos a ser insensibles, poco emotivos, proactivos. Uno de los objetivos es alejarlos de la “feminidad manifiesta” de su madre y de las niñas que lo rodean(EF.7) Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 103 �Padre: “Yo no le doy besos porque eso lo ablanda, quien lo tiene que hacer siempre es la madre”EF.3. Mientras que a las niñas se les trata de que aprendan a ser maternales, sensibles, pueden llorar con libertad 75. b) Perfeccionamiento de las competencias físicas: En los varones se deben desarrollar capacidades como: ser vigoroso, enérgico, agresivo, orientado a la acción pública. Mientras que las niñas deben de ser pasivas en los juegos (de hecho los roles les son asignados por familiares y maestros son pasivos), orientadas al espacio familiar, no agresivas, tolerantes. c) Capacidad de desarrollar competencias sociales: A los niños se les educa desde los estereotipos de que el hombre es seguro, que sea líder en ocasiones difíciles, se proyecte hacia la sociedad, sea independiente, responsable, que pueda tener muchas relaciones sexuales con mujeres diferentes. La educación genérica estereotipada ha supuesto la construcción incompleta de niños y niñas, una construcción de la identidad de género donde el desarrollo de competencias, valores y habilidades físico motoras responden a los estereotipos de hombres y mujeres, y no al desarrollo integral de individuos sociales. Se demostró que los estereotipos están tan naturalizados en padres y educadores que se aceptan sin ser cuestionados, como evidentes, lo que implica su reproducción en la educación de los niños, legitimándose mediante las dimensiones afectivas, lúdicas y relacionales de estos. 3.3 Identidad masculina infantil: los ritos de iniciación a la masculinidad. Revisando la trayectoria histórica de los estudios de masculinidades, de la violencia y la construcción de la identidad infantil se deben tener en cuenta que estas indagaciones ocurren en contextos históricos y socioculturales muy definidos y por tanto con frecuencia están relacionadas con posiciones teóricas de moda en esos contextos. Existen teorías, que son claves para comprender la construcción identitaria infantil, con sus aciertos Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. y obstáculos Página 104 �epistemológicos, que remiten a cientistas sociales como Engels (1884), Durkheim (1902), Weber (1903), Freud (1915), Parsons (1951), Berger y Luckman (1966) y Foucault (1984) y Bourdieu (1994). Dichas teorías, desde una perspectiva u otra, hacen énfasis en la importancia del proceso de socialización primaria en la construcción de la masculinidad. En los tiempos modernos la masculinidad hegemónica se considera como una especie de capital social, que debe ser alcanzado y solidificado de todas las formas posibles. La construcción social de esta masculinidad no solamente obliga a los niños a alejarse de sus madres, de lo “femenino”, de su “niñez”, sino una terrible competencia de desgaste con sus iguales, en un campo de relaciones de poder. A cada niño se le está enseñando a ser competitivo, fuerte, se le inducen a circunstancias donde tiene que reafirmar su masculinidad (agilidad en los juegos, discusiones, habilidades físicas, etc.) Por tanto, para el fortalecimiento de esta masculinidad el niño necesita legitimar en su imaginario simbólico una serie de espacios de homosociabilidad donde se desarrollarían un grupo de ritos de iniciación masculina, que en muchas ocasiones consistirían en pruebas donde la violencia es el principal ingrediente. Luego, para el fortalecimiento de la masculinidad hegemónica en la niñez sería necesario delimitarle espacios jerarquizados de poder masculino y de homosociabilidad, enseñarle pautas de conductas y negar todo rasgo femenino de su conducta: esto se realiza mediante los ritos de homosocialización masculina, que integran además las llamadas “pruebas de virilidad” (Badinter, 1995) que ellos se ven constreñidos a desarrollar en diferentes ámbitos: escolares, familiares y hacia el interior de los grupos de pares. En la niñez la masculinidad y la feminidad se construyen en tanto se relacionan socialmente y son aprehendidos a través de la cultura que comunica representaciones de lo masculino y lo femenino a través de los estereotipos. Precisamente en la niñez su yo está orientado y signado desde las prácticas educativas heteronormativas de los sujetos adultos. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 105 �Esta construcción de la identidad masculina se ve fortalecida por rituales de homosocialización entre padres e hijos, mirándose estos como prácticas sociales simbólicas que tienen por objeto legitimar y recrear un tipo de masculinidad que es la dominante. Una visita al juego de béisbol, la visión de los deportes de combate por la TV, la admiración de los adultos por el tamaño del órgano genital del niño, construye esta identidad masculina (E.3, E.5, E.6, EF.7, EF.11, EF.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a, G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a, G.5c, G.5e, G.5b, G.6b). En el trabajo de campo desarrollado se ha observado que los rituales de homosocialización entre niños y hombres adultos están institucionalizados desde las representaciones colectivas de lo que debe hacer un padre, y una de sus funciones es precisamente regular la educación de los niños respecto a las niñas y sus semejantes. Goffman los llama “rituales de la cotidianidad” (1993: 339). Los rituales de homosocialización masculina establecen un camino, una unión entre los niños y la sociedad patriarcal donde van a vivir, permite que se comunique socialmente, de otra forma sería imposible porque como individuos solo pueden trascender socialmente mediante estas representaciones masculinas76. Evidentemente los rituales de homosocialización masculina son parte de la vida cotidiana de niños y hombres, o sea que la estructura de la vida cotidiana está formada por estas ritualizaciones que rigen los discursos, actos y gestos masculinos. Por tanto los rituales de homosocialización masculina se desarrollan como la cultura internalizada, proyectada, desde los tipos ideales de lo que es el deber ser masculino. Los niños aprenden la capacidad para presentar actuaciones convincentes ante sus compañeras y compañeros, y su expresión en los discursos, el control de las emociones, el gesto airado de ofensa, la agresividad “propia de los varones”. Los rituales van configurando su vida cotidiana y construyendo su máscara, su “cara social masculina”, que le ha sido atribuida socialmente y de la que debe hacerse merecedor, bajo riesgo de perderla. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 106 �Las representaciones de la masculinidad hegemónica en Moa parten de representaciones colectivas que expresan realidades colectivas; se considera al hombre como un ser rudo, intolerante, sexual, homofóbico, pero que a su vez está muy relacionado con la principal actividad económica que se desarrolla allí: la minería y la metalurgia. Los hombres trabajan por turnos de trabajo, grupos generalmente masculinos, donde las estrategias y lazos de homosocialización son más fuertes y, por tanto, los ritos se constituyen en maneras de actuar que no surgen sino al interior de estos grupos de hombres, y que están destinados a mantener o rehacer situaciones mentales de ese grupo relacionadas con la masculinidad y su visión del mundo. El proceso de construcción de una identidad masculina infantil en Moa está constituida tanto de rituales de homosocialización como de rutinas cotidianas. Por tanto, la construcción de dicha identidad se comprendería entonces como un sistema de significación ritualizado compuesto por representaciones y prácticas simbólicas de las masculinidades hegemónicas. En los dibujos (ver en el anexo 4, dibujo 1) se advierte la percepción que tienen los niños de sus roles de género en su entorno familiar. Los dibujos denotan en general que sus familias, sean extendidas o nucleares, son familias muy tradicionales respecto a sus roles, muestran que las madres están en la casa realizando labores domésticas y el padre en la vía pública; o la madre regando un jardín (ver anexo 4, dibujo 2) y el padre en el espacio laboral. Esta situación se repite en el análisis de las composiciones hechas por los niños, resulta axiomática la escrita por una niña que ayudaba a su papá a lavar el coche de caballos, aunque “esa es una tarea de hombres”, pero que ella lo hacía porque su padre no tenía hijo varón (ver anexo 4, fig.1). Rituales de homosocialización primaria. Para abordar la construcción de la identidad masculina desde la infancia tomamos como base el examen de los rituales de homosocialización que desarrollan en ámbitos familiares, escolares y hacia el interior de los grupos de iguales. Estos ritualizan estereotipos de género a través de los cuales se Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 107 �estructuran y se reproducen a partir de la socialización e internalización, patrones heteronormativos en los niños y niñas. Estos rituales homosocializadores son en su mayor parte ritos de paso (Van Gennep, 2008) que reproducen, cohesionan y dan sentido al proceso de construcción de las masculinidades. Estos tienden a renovar de un modo pautado estructuras que marcan socialmente la transición de un estado previo a otro estado posterior. Ocurren en diferentes espacios sociales que prescriben a los niños que se van a convertir en hombres, constituyendo una forma de comunicación no verbal, aunque incluya discursos en su desarrollo, ya que fundamentalmente son vehículos que contienen contenidos culturales que los actores sociales consideran importantes para orientarse simbólicamente en la sociedad, convirtiéndose en estructuras estructurantes de sentido. Estos ritos de paso se comportan de la siguiente forma en el proceso de la homosocialización: a. De separación: Comienza cuando el niño intenta apartarse de su madre y buscar la compañía masculina 77 (ritos de distribución jerárquica – espacial, de tipo de ropa, de participación en eventos deportivos, lúdicos (1er nivel), donde comienza a percatarse que para probarse como hombre en la sociedad, debe tener características “masculinas” y no frecuentar espacios femeninos o no tener que lamentarse por el dolor y no llorar. Es un renacimiento simbólico, un renacer en un mundo masculino, donde la familia ya tiene las representaciones de lo que debe ser masculino y el niño lo va aprehendiendo desde las edades más tempranas. Aprende normas que, en etapas sucesivas, orientarán su acción social (EF.1, EF.2, EF. 4, EFR.7, EF.10, EF.11, G.1a, G.1b. G.2a, G.2c, G.2e. G.2f, G.3a, G.3d, G.4a, G.4b). b. Fase liminar: Es una etapa intermedia donde el niño a través de diversos rituales78 (ritos lúdicos -2do nivel-, de control de la masculinidad/feminidad, espaciales – jerárquicos dentro del grupo de pares) comienza a fortalecer su sentido de pertenencia a los grupos de pares, su cohesión moral (EF.1, EF.3, G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 108 �G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a, G.5b, G.5c. G.5d, G.6a, G.6c, G.6b. G.6d). c. De agregación: Este ocurre en la adolescencia y juventud temprana, donde los niños ya son aceptados por sus pares, formando parte de los grupos masculinos, compartiendo símbolos, normas y valores, y teniendo la posibilidad de desviarse hacia otros grupos de masculinidades (subordinadas, cómplices, etc.), ya que el control social sobre ellos de las instituciones socializadoras es menos fuerte. En este rito de paso, ya se ha optado por la máscara que se va a tomar y el tipo de fachada o fachadas. Estas se hacen visibles en las actitudes de riesgo, violentas, experiencias religiosas, sexuales (homosexuales y heterosexuales) que implican el acceso a la masculinidad y legitiman y trasmiten el poder. (G.1a, G.1c, G.1b. G.2a, G.2b, G.2c, G.2e. G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a, G.5b, G.5c. G.5d, G.6a, G.6c, G.6b. G.6d). Los ritos homosocializadores, constructores de la identidad masculina, ocurren en la infancia fundamentalmente en tres ámbitos: 1. Familia. 2. Escuela. 3. Grupo de pares. Los rituales homosocializadores que ocurren hacia el interior de estas instituciones socializadoras son significativos para entender la construcción de la identidad masculina infantil, su legitimación, funcionamiento y reproducción, no obstante, reconocemos que no son los únicos factores influyentes en tal construcción, no es toda la realidad masculina; nuestra investigación no puede abarcar todas las facetas de dicha construcción. Muchos de estos rituales se reproducen, teniendo prácticamente las mismas características en varios de los ámbitos mencionados y a la vez están relacionadas dialécticamente en su reproducción social, visto en su complejidad desde la relación familia-escuela- grupo de pares. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 109 �1- Ritos hacia el interior de la familia: I- De distribución jerárquica - espacial. La distribución espacial de los géneros implica el uso de dos categorías: espacio y género e implica también un análisis de la división jerarquizada del hombre y la mujer en un ámbito doméstico. Los espacios son fundamentales en la familia para determinar la jerarquía social y familiar de cada uno de sus miembros y para identificar cuál de ellos está en una posición hegemónica. Estas demarcaciones desempeñan un rol importante en la organización de la cultura de dominación masculina intrafamiliar, a través de la organización de estas se le da sentido a una distribución jerárquica dentro de la familia y axiológicamente a una serie de normas que organizan ese tipo de cultura. Por tanto la espacialidad se convierte en un componente alegórico capaz de estructurar los contenidos de la cultura de dominación en procesos observables y aprendibles para los niños dentro de la familia. Entre los rituales que inciden en la reproducción de la distribución jerárquica espacial del poder entre los géneros tenemos: 1- Los rituales vinculados a la alimentación y el acto de comer. La comida familiar es un hecho “sagrado para la familia, porque nos reunimos todos, y muchas veces no nos hemos visto en todo el día” 79 (EF.6). A la llegada de la tarde todos se sientan a la mesa, es el momento de reunión de la familia, y el padre se sienta en la cabecera de la mesa, y los niños en los costados, muchas veces la madre no puede compartir el alimento con su familia porque tienes “otras cosas que hacer”, o se alimenta peor que los demás y para que los niños no la vean en ocasiones come apartada del grupo familiar, “y el pedacito de carne es para el niño y para mi esposo, que trabaja afuera muy fuerte” (EF.4). Generalmente el plato con la comida más abundante es para el esposo porque “es el que trabaja más y está en la calle” (EF.6, EF.9) y entre los niños y niñas influye además del sexo, la edad, pero generalmente “al niño se le sirve más comida, porque necesita más, gasta más energía mataperreando por ahí” (EF.7, EF.8, EF.10, EF.12). Y esta representación nos Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 110 �lleva a una partición hacia el interior de este ritual de los estereotipos cualitativo-cuantitativo de alimentación a los niños y las niñas: - Ambos comen dulces, pero los niños comen más “para que sean grandes y fuertes” (EF.5, EF.8, EF.9, EF.10). - Los niños tienen que aprender a comer pescado “porque es bueno para el cerebro, a la niña yo le hago otra cosa” (EF.5). - El estereotipo de que los niños deben comer más que las niñas para desarrollarse mejor (EF.5, EF.8, EF.9, EF.10). Se evidencia una preocupación explícita por los padres en mantener la figura “bella y femenina en las niñas” (EF: 12), para evitar que engorde mucho porque “las niñas gordas no se ven bien” (EF.1) En esta distribución la madre ocupa un lugar más bajo que el del hombre, ya que oficia de trabajadora doméstica no remunerada, y por tanto es la responsable de la alimentación y la salud familiar. Entonces en el rito de la comida el niño va interiorizando que él forma parte de esa dominación masculina, que posiblemente en caso de faltar su padre, él ocuparía la cabecera de la mesa y no su madre anciana, porque le correspondería por “derecho propio”. Este ritual también tiene una función de socialización de las pautas masculinas en los niños y niñas, ya que internalizan los espacios que tiene cada uno en la familia y el nivel jerárquico que corresponde a cada cual80. En las entrevistas desarrolladas pudimos determinar además que los hombres tienen el poder de invadir los espacios femeninos (EF.1, EF.2, EF6), excepto la cocina porque “los hombres que siempre están en la cocina son cazueleros” (EF.3), o sea que el acercamiento al espacio femenino doméstico de la cocina sería un afeminamiento” por parte de los hombres, y por esa razón los niños también deberían alejarse de allí. Se denota que con este rito (como con los que vienen a continuación) se trata principalmente de separar a los niños del mundo femenino, aislándolos de los Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 111 �espacios “naturalmente femeninos” y llevados a los “masculinos por excelencia, tratando de formar en ellos rasgos de control del dolor, autosuficiencia, responsabilidad, fuerza física. Por último, no debemos dejar fuera la cuestión de que es evidente que los hombres pueden invadir los espacios femeninos, pero lo contrario no ocurre. “Es ilógico que una mujer esté en mi garaje: ¿Qué va hacer allí?” (G.3b). Sin caer en los extremos de Kristeva (Cit. por Sara, B., 2004:12) y otras estructuralistas y psicoanalistas feministas contemporáneas en sus comparaciones de espacio y penetración sexual, podemos asegurar que hay espacios típicamente masculinos, jerarquizados y reproductores de esta misma jerarquía. Espacios destinados a la acción social homosocializadora de los hombres y a los que no tienen acceso las mujeres ni las niñas, e inclusive, no todos los hombres. II- Rituales asociados a la moda. El nacimiento de un niño o niña siempre es un acontecimiento esperado en familia. Con las nuevas técnicas médicas se puede predecir el sexo del nuevo ser, niño o niña, creando expectativas y un sinnúmero de regalos y muebles materiales para hacerle la vida más placentera a este, pero “por lógica nadie pensaría en regalar una blusita de color rosado si se sabe que es un niño” (EF.6). Por tanto los colores, juguetes, los dibujos bordados en las sábanas que los infantes encuentran cuando llega al mundo son significativamente diferentes, además que las representaciones sociales de cada género conllevan a que los niños se vistan con colores oscuros y que a las niñas desde la más temprana edad se les ponga los aretes llamados dormilonas (EF.2, EF.4, EF.6EF.7EF.9, EF.11) como una diferenciación básica con los varones. El agujereamiento de las orejas de las niñas no solo es una agresión al cuerpo de estas sino una representación semiótica de su cuerpo femenino, que en el futuro tendrá la función de ser traspasado, agujereado, adornado y lastimado en pos de una representación social de belleza femenina, de feminidad, de sexualidad. Son legitimaciones simbólicas de un cuerpo destinado a lo doméstico, a lo rosado, a Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 112 �ser penetrado un día por un falo del que ella “seguramente” puede tener envidia, entendido en la lógica freudiana. Entonces el cuerpo de la niña comienza a ser diferente, con el pelo más largo, con aretes, vestida de rosado: son actos, máscaras y fachadas que están siendo construidas desde la familia y cuyo componente simbólico sirve para demostrar las diferencias corporales entre niños y niñas, diferencias que tienden a acentuarse al convertirse estos en adultos81. Entonces el rostro, el cuerpo, la fachada se convierte en elementos legitimadores de un orden heredado y, por tanto, es necesario que el orden expresivo necesario para su cohesión, su comprensión solidaria y su reproducción sea un orden ritual. III- La participación, el deporte y los rituales vinculados a expresar el poder físico de la masculinidad. Son rituales masculinos “naturalizados” por el estereotipo de que el hombre debe ser fuerte, saludable y buen deportista ante todo. Los padres creen necesario llevar los hijos a ver deportes, pero sobre todo de combate o béisbol: Padre: “Yo siempre que puedo lo llevo a ver el boxeo o la pelota, los deportes no solo son buenos para el cuerpo, sino para disciplinarlo, él tiene que aprender que el éxito en la vida está en la base de la disciplina” (EF.2) Vinculado a las funciones paternas, los padres creen necesario llevarlos a ver el béisbol, los deportes de combate como judo o lucha, o boxeo y desde pequeños los ponen a entrenar preferentemente en estos deportes de combate. Madre: “Yo dejo que el padre lo ponga en esos deportes que son peligrosos y donde se pueden partir un hueso, pero es necesario para que se hagan hombres y sepan defenderse en el futuro, yo misma soy quien los lleva y los trae” (EF.12). Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 113 �Los padres están de acuerdo con la existencia de riesgos físicos en la salud de los hijos, la práctica de este tipo de deportes puede ser peligrosa pese al alto nivel que tienen los entrenadores (EF.4, EF.5. EF.13, EF14), no obstante, lo consideran un riesgo necesario para el futuro desarrollo de sus hijos varones (EF.2, EF.3, EF.4, EF.5, EF.6, EF.8, EF.10, EF.13, EF.18, EF.20). Los padres coinciden en que los deportes de combate deforman los cuerpos de las niñas, e inclusive la natación (EF.3, EF, 8, EF19), por eso es mejor poner a las niñas en piano o danza española. Madre: “Prefiero que mi niña estudie ballet, nada de kárate, ni ajedrez, porque las mujeres que practican esos deportes se vuelven medio marimachas y el deporte le deforma el cuerpo” (EF.3). Se evidencia que las madres promueven un modelo de feminidad y de masculinidad que no rebasa los límites tradicionales del modelo hegemónico y ayudan a fortalecerlo. Generalmente en la bibliografía consultada (mayormente desde la psicología) sobre el desarrollo de la personalidad infantil y su identidad de género, se hace énfasis en la construcción de dicha identidad desde los roles sexuales y su socialización en la familia. Estamos de acuerdo, y este estudio de caso valida la opinión de María del Carmen Moreno y Rosario Cubero (2011: 156) cuando opinan que “en la familia convencional, las madres tienden a considerarse como sumisas, emotivas, sensibles a las situaciones interpersonales, afectuosas y aceptadoras; en contraste los padres suelen aparecer como más dominantes, independientes, asertivos y competentes a la hora de hacer frente a los problemas. Es así como en el interior de la familia se reproduce la tipificación sexual (...) de forma que los niños tenderán a imitar estos patrones, sobre todo cuando estos modelos resultan atractivos y afectuosos. La imitación de los modelos, sino mediante prácticas educativas diferenciadoras, de forma que a los niños se les anima a que sean independientes (...) competitivos” En el caso de las familias monoparentales femeninas estudiadas a su vez las madres asumían el “rol masculino” de enseñarles a sus hijos patrones de conducta que ellas consideraban importantes para que fueran “hombres de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 114 �provecho” y entre ellos la visión y prácticas de deportes (EF.1, EF.3, EF.10, EF.14, EF.16). Madre: “Yo quiero que mi hijo cuando sea un hombre, sea una persona de bien, trabajador y sobre todo buen padre de familia, que aunque ponga mano dura con sus hijos, no se divorcie y si tiene sus cosas por la calle, que su mujer no se entere” (EF.3). Madre: “Me ha sido difícil criarlo, porque imagínese usted: una es madre y padre a la vez y entonces yo no puedo llevarlo a un juego de pelota ni al de futbol, y no puedo decirle cosas sexuales porque me da pena y lo que hago es buscar a mi hermano para que lo lleve a esos lugares, porque a él también le da pena que yo lo lleve. Lo puse en boxeo, pero entonces él quiere que mi hermano lo vaya a buscar porque a sus amiguitos sus padres son quienes lo van a buscar y a veces mi hermano no puede porque trabaja por turnos en la fábrica, y entonces todo se me hace difícil con el niño” (EF.10). En sus opiniones se advierte la importancia que ellas le conceden a la presencia masculina en el hogar para la formación del niños en valores hegemónicos de “hombría”, y las dificultades que atraviesan las madres de familias monoparentales femeninas para educarlos en esos patrones masculinos que ellas no fueron educadas, pero que consideran necesarios. Aquí ocurre un aprendizaje de lo masculino a través de la mujer, en una relación indirecta: el aprendizaje ocurre por oposición. Por otra parte, en varias de las entrevistas (de las familias nucleares o extensas) las madres esperaban que el padre ofreciera la opinión respecto a lo preguntado, y luego ellas solo confirmaban lo dicho por este (EF.4, EF.6, EF.8, EF.9, EF.10, EF. 15). IV- Rituales lúdicos. El juego donde niños y niñas desarrollan roles de género lo consideramos como un rito de homosocialización cohesivo. Según Durkheim (2012: 46) estos ritos renuevan a los actores sociales y a sus grupos, construyendo su cohesión Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 115 �sobre la base de creencias comunes. En el caso que nos ocupa podemos decir que los ritos de homosocialización mantienen, ordenan y recrean un modelo de masculinidad y fortalece las representaciones colectivas de esta. La ritualización de los juegos va transversalizada por los estereotipos de género relacionados con los juguetes que los niños deben de jugar y los juegos “que son de niñas” (EM.2, EF.5, EF.6). Hacia el interior de los rituales lúdicos estos se pueden dividir en dos niveles de homosocialización infantil: 1- En el primer nivel (5-6 años) los niños reconstruyen situaciones genéricas aprendidas en el entorno familiar, reproduciendo camaleónicamente gestualidades, acciones (copian el rol del padre en familia, tipos de trabajo como soldado, plomero, soldador, vendedor de agromercado). El niño los articula en un drama esquemático que varía según su capricho y donde él mismo desempeña roles que pueden ser diferentes en cada situación. Este tipo de ritualización de los juegos solo es posible cuando el niño es capaz de interactuar simbólicamente con el hombre adulto o con sus iguales, adoptando de alguna forma el punto de vista de estos y sus referencias. En este proceso se van construyendo las máscaras y el concepto de fachada que el niño usará en su adultez (EM.2, EF.5, EF.6, EF.7, EF.10, EF.12, EF.13, OBNP1.). 2- En el segundo nivel (niños de 7-11-12 años) ya están presentes los juegos organizados (el béisbol, el fútbol, etc.). Estos son propios de una etapa superior donde el niño juega en equipo de acuerdo con las expectativas del resto de los pares (lo que Mead, cit. por Ritzer, 2008, llama la interiorización del otro generalizado). El niño en el juego desarrolla una posición funcional orientada a la consecución de metas en equipo. Este ritual ayuda a la cohesión, la construcción de la mentalidad masculina de equipo, la legitimación de una moralidad común que busca un fin. El juego en equipo tiene unas reglas que modulan las expectativas del otro generalizado (E.1, E.2, E.3, E.4). Niño: “Pues claro, cuando se juega en un equipo uno tiene que seguir las reglas en ese momento, en el fútbol no se puede tocar el balón con las manos, en la pelota no se puede darle un pelotazo al bateador, eso está claro(….)¿si violo las reglas?, pues me sacan del equipo y si es muy Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 116 �grande lo que hago pues no me dejan jugar más y a lo mejor hasta dejan de hablarme la gente del barrio ”(E.8) El niño interioriza en su mí las reglas del equipo, que es el soporte principal de la respuesta potencialmente innovadora de su yo, imbricándose en su personalidad de tal forma que esos patrones cumplen una función orientadora en su futura acción social. Por otra parte, hacia el interior de los rituales de participación en juegos deportivos y los rituales lúdicos ocurre una microritualización de la educación genérica del cuerpo sexuado. Un resultado de las representaciones de los cuerpos masculinos y femeninos en la niñez es la narrativa de la supremacía del niño sobre la niña, del hombre sobre la mujer, de un modelo de hombres sobre otros hombres, e inclusive de algunas mujeres sobre los hombres. En este último caso (deportistas, políticas, artistas famosas, etc.) se denota su superioridad sobre los hombres, pero siempre midiéndolas con los mismos instrumentos gnoseológicos de dominación con que se mide el triunfo de ellos, o sea, aunque sus narrativas sean superiores a las de los hombres, es porque son construidas desde el mismo modelo de masculinidad hegemónica y tienen más capital económico, social, cultural que los hombres que la rodean. (EF.2, EF.3, EF.6, EF.7, EM.12, G.4c, G.2d, G.1e, G.2a, G.2e, G.7f, G.4b, G.4f, G.5a, G.6c, G.5e, G.5b, G.6a, G.6b). Padre: “Yo quiero que mi hijo sea fuerte, que sea deportista y que sea buen estudiante, debe de estar preparado para la vida, y pá eso debe de estar sano” (EF.3). Padre: “¿Mis niñas?, qué va, las niñas deben de ser delicadas, no esas marimachos que andan por ahí, el varón como si no se baña, pero la niña debe de andar linda, peinada, perfumada” (EF.8). Madre: “Los varones siempre son más fuertes, en todos los sentidos. Yo tengo dos niñas y un niño, y el niño, aunque es menor que las mellizas se faja con ellas, y si me descuido me las maltrata porque es más fuerte y yo Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 117 �le digo que a las niñas no se les da, que si se va fajar que sea con los niños de su edad, que a las niñas se les cuida y se les da flores” (EF.8). Esta construcción de la feminidad o la masculinidad desde la niñez, a través de acciones concretas como entrega de flores a las niñas, el control de su desarrollo físico impidiéndole que participe en deportes de combate “que le deforman el cuerpo” (EF.9). En el caso de los niños se les impulsa a la participación de deportes de riesgo, de encuentros más o menos violentos con sus pares en la calle, de la tolerancia con hechos violentos gratuitos. Estos rituales parten de la concepción de la superioridad del cuerpo masculino sobre el femenino, así el niño interiorizará que su supremacía sobre las niñas, trae a su vez la objetivación de ese otro que se considera imperfecto, inferior, débil. Esta objetivación también se da también en contraste con otros niños de sus grupos de iguales que no tienen destrezas físicas, que son miopes, “que andan demasiados limpios” (E.1, E.3, E.6). Todo esto fortalece el habitus masculino y a su vez subyuga socialmente al otro, lo hace receptor, objeto de diversión “nos reímos de él y le decimos mariquita, cuatro ojos, cabeza de tornillo” (E.2), posible objeto de descarga del enfado infantil, de la frustración ante las malas notas en la escuela (E.1, E.2, E.3)82. La significación no sería una propiedad intrínseca del objeto, sino que le vendría dada por la valoración de los niños dentro de su grupo de pares. Niño: ”Nosotros jugábamos a tirarnos del segundo piso a una loma de aserrín que había abajo, sí, claro que no nos veían, pero M. no quiso tirarse, porque es un pendejo, no es un hombre y hasta chismoso es porque se lo dijo a mi mamá.”(E.4) Aquí se denota que este niño (se repite en las respuestas a las entrevistas de otros, E.1, E.2, E.3, E.5, E.8, E.10) identifica a su igual como alguien más débil, con características “femeninas”, por informar a su madre, lo que conllevaría a desterrarlo de su grupo de pertenencia, por falta de valor y de discreción. Este ritual opera estableciendo normas que sirven para organizar el cambio de Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 118 �status y para legitimar y transmitir el poder. Y este basa su fuerza simbólica en su carácter inconsciente ya que conserva y reproduce su supremacía como doxa (Bourdieu, 2008), o sea como una acumulación de afirmaciones “naturalizadas”, que no son explícitas, pero que por medio de la cual la cultura del patriarcado mantiene sistemas de orden, control y dominación. Las formas en que los niños llevan una representación en una situación de interacción simbólica con sus pares, su gestualidad, sus discursos, su acción social: En su acción social reproducen símbolos “masculinos”. Los símbolos dominantes como: un cuerpo masculino atlético y uno femenino sexual, el conocimiento de artes marciales, la destreza deportiva, el valor, que se recrean y legitiman ritualmente tienen la función comunicativa en la niñez de trasmitir a sus grupos de iguales, y a la familia, las vivencias valorativas y la subjetividad grupal de los niños que toman parte del rito de masculinidad. La construcción de las masculinidad/feminidad del cuerpo sexuado comienza con la ritualización de la ropa y de los juguetes. 2- Ritos hacia el interior de la escuela: I- Lúdicos: Estos reproducen en la escuela los juegos enseñados en la familia, reforzando así las posturas androcéntricas de las maestras. La escuela, institución socializadora por excelencia, reproduce y fortalece habitus masculinos internalizados desde la familia. II- De control de la masculinidad/feminidad. Las maestras proponen una definición de la situación genérica que presenta cierta estabilidad, y que cohesiona la interacción masculina/ femenina, controlando los niños y niñas que tengan, en su opinión, posibilidades de “desviarse” de los roles masculinos y femeninos aceptados socialmente, y considerados como válidos. En esta etapa de la infancia el único modelo de masculinidad aceptado, tanto por la familia como por la escuela es el hegemónico, por lo que todos los mecanismos de control van encaminados a Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 119 �evitar la desviación de este. Las maestras son tolerantes frente a las peleas entre niños Maestra: ”Si se fajan dos niños, voy y los separo y los castigo, les digo que no deben de fajarse y luego se lo comunico a los padres, pero he tenido casos en el padre, cuando se lo digo se sonríe, y dice que eso es bueno, que aprenda a defenderse, y a veces me han dicho cosas parecidas frente a los niños, lo que me destruye toda mi castigo educativo, porque la escuela no es lugar para fajarse”(EM.4) ¿La escuela no es lugar para fajarse?, en el discurso de la maestra se nota la tolerancia por la violencia hacia los niños, pese a que ella no está de acuerdo con el padre, por lo que ha dicho, sobre todo no está de acuerdo porque lo dice frente al niño ya que la violencia física entre pares en la escuela no está permitida, pero si lo hacen fuera, pues se tolera un poco. No así las peleas de las niñas, por lo que el medio y la fachada personal de niños y niñas van siendo construidos según este modelo (Pregunta 3, EM.1, EM.3, EM.4). Maestra: ”Las niñas discuten muy poco porque son niñas, pero cuando lo hacen yo me les acerco con delicadeza y les digo que no deben discutir ni fajarse, que las niñas buenas no hacen eso, que ¿quién ha visto una niña fajándose?” (EM4, EM.5). La interacción corporal entre los niños es más intensa que entre las niñas, ya que en las peleas y los juegos en equipo de los niños se introduce en el grupo de iguales nociones de colaboración, solidaridad, protección, igualdad, y control del espacio. Para las niñas es todo lo contrario ya que en su interacción simbólica, entre ellas y con sus familiares y maestras, la construcción de su identidad se sigue relacionando con la esfera familia, la esfera doméstica para la que el cuerpo femenino está más preparado que para los deportes. (EM.2, EM.3, EM.9, EM.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a, G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a, G.5c, G.5e, G.5b, G.6a, G.6b). Niño: “En el receso cuando nos ponemos a jugar futbolito o bolas, ellas se ponen a hablar de sus cosas en una esquina, donde hay sombra”E.3. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 120 �Lo comprendido teóricamente por máscaras y fachadas aunque comienzan a desarrollarse en edades tempranas, se ha observado que es a partir de los 5 años cuando son más evidentes, debido a que los niños y niñas comienzan a visibilizar más los roles de género que desarrollaran en sus vidas adultas. III- Ritos de Interacción entre grupo de pares: a) Ritos espaciales -jerárquicos. Los niños tempranamente comprenden la jerarquización de los espacios, no solo hacia el interior de las familias, sino hacia el interior de los mismos grupos. En los juegos “El rey”, “el jefe de la mafia”, “el jefe de los ladrones”, “el médico jefe” van tener siempre un espacio privilegiado sobre los demás, y van a mostrar su poder mediante una máscara expresiva, digamos una apriorística cara social que le ha sido atribuida por sus iguales y cuyo rol debe de cumplir en el momento lúdico, y que le puede ser quitada, arrebatada si no resulta digno de ella: desde pequeños comprenden que la fachada que implica respeto al conocimiento, al arrojo, la fuerza, es un elemento que deben cuidar, fortalecer y reproducir. El reconocimiento de esto reproduce dramas sociales de corte macro en sus juegos. Niño: “Pues cuando jugamos a los vikingos casi siempre el rey es M., porque es el más alto, el rubio y sabe lucha” (E.3). Niño: “Le decimos Maradona porque es un monstruo con el balón de fútbol: es el mejor” (E.6) La conducta ritual en niños estaría sobre la capacidad de estos en sus encuentros cara a cara, en jerarquizar espacios y tiene que ver con reglas de etiqueta grupal y atributos físicos (más alto, rubio) y competencias (conocimiento de artes marciales, habilidades para el futbol, etc.), por tanto, podemos decir que los rituales de homosocialización están relacionados con procesos de comunicación y estratificación hacia el interior del grupo de iguales, siendo este un proceso comunicacional y no instrumental, ya que el Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 121 �ritual trasmite, construye y transforma gradualmente según generaciones y género, información significativa para el resto de los chicos, y es continuo y reiterativo, convirtiéndose en lo que Collins, acertadamente, denominaría “cadenas rituales de interacción”(1996: 24). b) Rituales de las microdistinciones hegemónicas y subordinadas en los niños. Estos rituales legitiman y subrayan las diferencias hacia el interior del grupo de niños, siendo catalogados algunos niños por sus pares en “flojos”, “mariquitas”, “cuatros ojos”, “mataíto” (E.1, E4., E.5). Estas categorías expresan diferencias de orden físico, competencias deportivas, aptitud ante el estudio. En la escuela estas jerarquías se refuerzan y se ritualizan una vez más. Maestra: “Pues yo tengo niños en 6to grado que son muy regados y que no estudian nada, y tengo dos que son muy buenos, y cuando hacen la tarea muy bien les digo a los demás varones que tiene que aprender de ellos, que hasta cuándo van a seguir así sin estudiar”(EM.4). Niño: “Pues los que estudian mucho son unos mataítos, porque serán muy buenos en las clases pero son malos jugando pelota, no tienen tirapiedras y cualquiera les coge la baja. Y ni ayudan a uno porque estábamos haciendo una prueba de español y le dije a Y. que me dijera la 2 y no lo hizo, por eso lo esperé afuera a las 4 y media y le rompí los espejuelos, pa’ que aprendiera” (E.12). Estas distinciones son legitimadas en la vida cotidiana de estos niños, donde generalmente el que estudia es el que se enferma siempre, el que anda muchas veces con las niñas, el niño más limpio del aula (E.9, EM.3, E.10), poseyendo rasgos que para el resto de los iguales son considerados como “femeninos”. La construcción de estas distinciones infantiles (máscara y fachada) está construida desde la violencia física esencialmente porque: Niño: “Si te cogen miedo no te dicen nada y se hacen tus amigos. A mí en quinto grado todos los días había uno que me cortaba los cordones de los zapatos y me comía o escondía la merienda, después fueron dos o tres los que lo hacían y yo regresaba llorando a mi casa, no se lo decía a papi Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 122 �porque me daba miedo y mi mamá habló con la maestra dos o tres veces, hasta que un día se lo dije a mi tío y él dijo que si yo era maricón, que cuando el muchacho fuera hacerme eso que le diera con una piedra, un palo o lo que fuera. Y al otro día cuando fue a cortarme los cordones le di con una piedra que había recogido y me llevaron a la dirección, pero no me lo hizo más y hoy es amigo mío”(E.5). Es un claro ejemplo de la violencia como proceso legitimador de la masculinidad, y hacia el interior de estas de las distinciones: un hombre que no sea violento en determinado momento “cuando deba hacerlo”, no correspondería al selecto grupo hegemónico, sino periférico, o subordinado, o complaciente. Con independencia del objeto con se golpea, lo fundamental es imponer respecto a su “condición masculina”, o la confirmación de su “homosexualidad”, su acercamiento a lo femenino, a lo vaginal, a lo destrozable. Al hacerse natural la violencia a través de la enseñanza homosocial del tío, las diferencias dentro del grupo de niños se tornan incuestionables. La ideología así construida e internalizada se reconoce de tal forma que posteriormente ya no existe la necesidad de coerción por parte del familiar masculino, pues la violencia, que es tomada como natural, ya no es objeto de discusión (E.3, E.5, E.6, EF.7, EF.9, EF.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a, G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a, G.5c, G.5e, G.5b, G.6a, G.6b). En los rituales de homosocialización masculina que se desarrollan en el ámbito familiar, escolar y del grupo de iguales muestran que estos tienen una dinámica interna dependiente de las edades de los niños, del número de rituales que suceden a la vez y que se superponen y de los espacios donde se desarrollan. En la familia se recrean rituales que luego se refuerzan en la escuela, permitiendo que niños y niñas internalicen contenidos cognitivos referidos a su sexualidad, su cuerpo y el espacio que ocupan en la sociedad, junto a la acción social, que podrán desarrollar en esta. Mediante los rituales de homosocialización se legitima una cosmovisión genérica del mundo, una partición de espacios en femeninos y masculinos, que se constituye en cualidades, trabajos, profesiones, juegos, diferenciados para Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 123 �niños y niñas, y reforzando la reproducción de estereotipos en estos y sus familiares. Durante el proceso de socialización primaria del niño, los padres quieren que él sea como ellos “mujeriegos, bebedores y buenos trabajadores que mantienen la casa” (EF.1, EF.2, EF.6, EF.7, G.1a, G.1b, G.1c, G.1d, G.2a, G2b, G.3c, G.4a). En otras palabras que el aprender a ser hombre en una comunidad minera implicaría, con más énfasis que en otros lugares, ser “hombre”, marcado por la aspereza y la negación de la emotividad, que se consideraría femenina. En estos espacios de homosocialización, entre iguales, sean hombres o niños, lo que prevalece son rituales de legitimación de la masculinidad, a través de discursos soeces, significados sexuales, chistes machistas, noticias deportivas, etc. (G.1a, G.1b, G.1c, G.1d, G.2a, G2b, G.3c, G.3d, G.3e, G.4a, G.5b). A consecuencia de esto desde la infancia los niños van internalizando valores que sostienen la desigualdad entre los hombres y mujeres, y legitiman las desigualdades de género que existen en la sociedad. El poder masculino que se recrea en esos espacios laborales de homosocialización legitima, la representación social de la mujer como poco productora en comparación con los hombres que realizan “el trabajo duro”. La construcción de la identidad masculina de los niños al basarse en la internalización de normas, símbolos, signos, recreados y legitimados ritualmente está cargada de emociones específicas que conformarán la personalidad futura del individuo, además de contenidos culturales que se compartirán socialmente dentro del grupo de iguales, dotando de significado la vida social, donde hombres y mujeres, ocupan espacios y roles diferentes, aprendidos desde la niñez. Conclusiones parciales del capítulo. Los espacios de homosocialización laborales en Moa incluyen en sus interacciones simbólicas las diferencias de género, donde las mujeres son subordinadas simbólicamente a los hombres, y esta discriminación condiciona Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 124 �la construcción de una identidad masculina sui generis en un contexto minero, producto de las prácticas sociales y culturales que se desarrollan en este. La minería y la metalurgia son prácticas económicas muy generizadas, ello implica que el escalafón social entre hombres y mujeres se encuentre legitimado y reforzado incluso en la cultura organizacional. En estos espacios económicos, culturales y políticos dominados por los hombres, sus prerrogativas se reflejan a través de una diferenciación funcional del trabajo por género que se extiende luego a la familia. El alto índice de masculinidad influye en el fortalecimiento de las estructuras simbólicas de interacción de las masculinidades hegemónicas, y sus procesos de reproducción de la hegemonía androcéntrica. La construcción de la identidad infantil ocurre a través de rituales de homosocialización masculina donde se construyen, recrean y legitiman modelos de masculinidades que el niño desempeñará en su vida cotidiana de adulto. Las niñas están desterradas de dichos rituales, de hecho es tabú su participación en la mayoría de estos. Los rituales homosocializadores son procesos normalizados en el tiempo y cuyas unidades más pequeñas son objetos simbólicos y aspectos estructurados de la conducta simbólica de los hombres. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 125 �Conclusiones Los estudios sobre identidad masculina e infancia no han tenido un desarrollo constante en la trayectoria de las investigaciones sociológicas de género. Las indagaciones sobre masculinidades comenzaron en los países anglosajones privilegiando otras temáticas que, inevitablemente, debían remitirse a las búsquedas científicas sobre la identidad masculina, aunque este no fuera su objeto. Las investigaciones sobre esta cuestión en Iberoamérica se concretaron a temas como el costo para los varones de la masculinidad hegemónica, los estudios de familia que abordan los roles que desempeñan los varones en su interior, la paternidad, la construcción sociohistórica del varón, masculinidades y globalización, pero siendo menos estudiados la construcción de la identidad masculina desde la niñez, cómo los niños internalizan durante el proceso de socialización los símbolos de las prácticas sociales de determinado modelo de masculinidad. En el caso de Cuba ha primado un bajo de nivel de elaboración de conceptos nuevos que describan la categoría de “masculinidades”; entre los estudiosos de estas en Cuba prevalecen los posicionamientos teóricos desde teorías de autores extranjeros, sobre todo españoles, canadienses y norteamericanos, no contextualizándolo a la realidad cubana en muchos casos. Tampoco se ha investigado sobre los diferentes modelos de masculinidades en diferentes regiones del país, ni se han hecho estudios comparativos de estos, limitándose a estudios de caso. No se han desarrollado investigaciones correlacionando las variables “actividad económica” y “masculinidades”, cuando el tipo de trabajo desarrollado por los hombres condiciona su visión del mundo y su vida cotidiana, fijando muchas veces de paso, las relaciones inter – género. Por lo tanto las pesquisas desarrolladas en nuestro país hasta el momento padecen de una fragmentación epistemológica y no pueden por tanto brindar una visión holística, ni siquiera totalmente casuística, ya que se han desarrollado sobre todo en el occidente, y dentro de este en las cabeceras provinciales y la capital, desconociéndose la realidad de las masculinidades en espacios alejados de La Habana o de las capitales territoriales, donde los hombres construyen y legitiman sus masculinidades condicionados por su contexto sociocultural. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 126 �Durante la sistematización de las investigaciones de las masculinidades realizadas en varios países latinoamericanos y en Cuba, que fueron objeto de análisis crítico en la presente tesis, se pudieron advertir insuficiencias en los órdenes conceptuales, términos como homosocialización e identidad masculina infantil eran polisémicos, multiplicidad que ha demorado los desarrollos de la teoría de las masculinidades a pesar de las importantes incursiones realizadas desde diversas disciplinas del conocimiento científico (historia, psicología, antropología, sociología) y de los nuevos contextos globalizados en que se inscriben los actuales estudios. El demostrar la pertinencia de los conceptos homosocialización primaria, rituales de homosocialización masculina y las estrategias dramatúrgicas de las masculinidades permitieron visualizar desde el análisis etnográfico las relaciones que se establecían entre los hombres y los niños en el proceso de construcción de su identidad masculina. Ello permitió delimitar las funciones sociales de los rituales de homosocialización en la construcción de la identidad masculina y superar las limitaciones que existían en el campo de los estudios de las masculinidades en Cuba. Por otra parte, se evidenció la influencia de la actividad económica minería y metalurgia en la conformación de un modelo de masculinidad hegemónico que, mayormente, mantiene sus características patriarcales, pese a los cambios que han ocurrido en nuestro país hacia una masculinidad más acorde con una cultura de la paz y la igualdad entre los géneros. Se puede afirmar que existe en Moa una cultura patriarcal híbrida, donde los símbolos nuevos de un modelo de masculinidad promovido sobre todos por los medios de difusión masiva nacionales (hombres metrosexuales, cejas depiladas, tolerancia con las orientaciones sexuales diferentes) conviven con características de las viejas masculinidades hegemónicas (homofobia, promiscuidad, rudeza, alcoholismo, etc.) Se puede precisar que la “cultura técnica de la minería” y las circunstancias laborales de la minería y la metalurgia en Moa, convierten este municipio en una “isla de la masculinidad hegemónica”. Esto sumado a rígidas prácticas organizacionales en las empresas mineras, contribuyen a la reproducción y legitimación de la violencia y la discriminación de género en este contexto, Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 127 �violencia que está presente en todas las facetas de la vida cotidiana, y que los niños y niñas internalizan en sus relaciones con sus familiares, en la escuela y en los juegos desarrollados. La orientación teórica y metodológica permitió hacer énfasis en la estructura de los rituales homosocializadores desde las perspectivas de los actores masculinos, adultos e infantes, inferir que unos y otros internalizan valores de los modelos de masculinidad hegemónicos como formas de exposición simbólica del orden social. La investigación contribuyó a aportar una perspectiva de estudio, no común en las investigaciones de masculinidades en Cuba, desde el instrumental del análisis etnográfico de los estereotipos y rituales que de las masculinidades en un entorno minero metalúrgico. Describimos los rituales homosocializadores que fortalecen el sistema simbólico patriarcal mediante el cual reproducen su cohesión grupal, androcéntricas. socializando a sus hijos dentro de estas normas Se determinó que los familiares y maestras contribuyen a construir en los niños el modelo masculino hegemónico, ya que consideran que es el que debe prevalecer en la vida adulta de estos. El empleo de la metodología dramatúrgica de Goffman posibilitó encontrar las relaciones simbólicas entre los niños y sus iguales adultos, cómo construyen sus identidad masculina a través de una relación dialéctica, en espacios homosocializadores donde generan sentidos en los grupos masculinos, producen representaciones sociales y estas orientan la formación de los habitus masculinos. Es la significación y delimitación de los espacios sociales de lo femenino y lo masculino. Aunque no es objeto de nuestro estudio, hemos encontrado en las escuelas donde se han aplicado las técnicas a los niños, estas funcionan como aparatos ideológicos de las masculinidades hegemónicas, donde se reproducen las pautas de conducta y los valores de esta. En palabras de Althusser (2009), ocurre una representación de una relación imaginaria con las condiciones reales de existencia. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 128 �La deconstrucción de los procesos identitarios a partir de su acción nos demostró que la identidad masculina en la infancia se construye, mayormente, a través de estereotipos de género socializados a través de la familia y la escuela y recreados en las prácticas cotidianas de los niños en sus grupos de iguales. También la diversidad de rituales homosocializadores que legitiman y reproducen el modelo de masculinidad hegemónica en las vidas cotidianas de los niños. Estos elementos serían sumamente útiles epistemológicamente para la construcción de políticas locales de género en el municipio de Moa. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 129 �Recomendaciones Los diferentes modelos de masculinidades y su socialización desde la violencia siguen siendo tema de interés para las ciencias sociales. Su estudio en contextos diferentes nos da una percepción diversificada de las representaciones de las masculinidades. Los estudios de identidad infantil masculina deben proseguir desde la sociología y otras ciencias, para conocer a fondo sus características y estudiar sus manifestaciones con el fin de dotar a los decisores de políticas locales, de herramientas que se usen para educar a todos en una cultura de la paz. Por otra parte esta investigación obviamente construye el conocimiento del objeto desde el nivel micro, no obstante no desestimamos el nivel macro, ya que las acciones del nivel micro están contenidas en este. Evidentemente aun cuando la tesis va dirigida a un nivel micro, los procesos sociales se transforman a un nivel macro. En ese sentido se recomienda que: A nivel Micro: 1- En el ámbito familiar:  Establecer planes de acción educativos desde una perspectiva de la cultura de la paz y la equidad a desarrollar con familias de Moa.  Desarrollar un sistema de conferencias con los contenidos de esta investigación para la actualización de conocimiento de los miembros de la Casa de Orientación a la Familia y la Mujer de la Federación de Mujeres Cubanas en Moa. 2- En el ámbito educativo.  Establecer acciones de superación con maestras y maestros de escuelas primarias en Moa, sobre las temáticas de las masculinidades en general y la infancia en específico, con el fin de brindarle las herramientas para descifrar estas relaciones particulares, y orientar a Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 130 �padres y madres al respecto, sobre la base de la reflexión crítica basada en su realidad contextual. A Nivel Macro: 1- En el ámbito académico:  Introducir los resultados de la presente tesis en la comunidad científica cubana y en particular, en aquellas instituciones que desarrollan investigaciones relacionadas con las masculinidades, los estudios actuales de familia, delincuencia y adolescencia, identidad masculina y mortalidad, prevención, paternidad y violencia de género.  Incorporar a los programas docentes de estudios de género de las Facultades de Ciencias Sociales y Humanísticas del Ministerio de Educación Superior. 2- En el ámbito gubernamental:  Resumir esta investigación y llevarla en un discurso comprensible al CAM del Gobierno municipal de Moa, para que los decisores de políticas conozcan su contenido y les sirva de orientación para el trazo de políticas locales relacionadas con el género. Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia. Página 131 �NOTAS. “Con el fin de la segunda guerra mundial se crea una coyuntura favorable a la no discriminación 1 por razones de raza, nacionalidad o sexo. [...] como resultado de dicha coyuntura, se comienza a reflexionar respecto de la condición femenina en la sociedades occidentales” (Gomáriz, 1992). 2 3 En estas publicaciones no cuentan las tesis de maestrías o doctorados. Mabel Burín lo explica: “en los países occidentales ha ocurrido un cambio en las mentalidades, las posiciones subjetivas y genéricas de hombres y mujeres, a partir de la Revolución Industrial, la Revolución Francesa y por último de la revolución tecnológica -posmodernidad- con nuevos resultados”. 4 Otros investigadores y promotores de actividades con hombres han sido Gabriel Coderech Díaz y su Grupo de Reflexión y Solidaridad “Oscar Arnulfo Romero” (OAR); y el Grupo Equidad coordinado por Rosa María Reyes Bravo (Universidad de Oriente) que desde el Coloquio Internacional Identidades de Género: teorías y prácticas han difundido los estudios de masculinidades. 5 Según Reina Fleitas entre las pautas de exigencia del modelo de educación infantil y la manera que proceden los actores responsables de su ejecución no siempre lo conocen, lo comparten o tienen condiciones materiales para poder cumplirlo. Tipos de cuidado de la infancia. Negligente/Riesgo Autoritario Equitativo Sexista/patriarcal Paternalista/sobreprotector 6 "¿Conoces alguna profesión en la que el género masculino no sea superior al femenino?, pregunta Platón a Glaucón. Y el mismo responde "No perdamos el tiempo en hablar de tejido y de confección de pasteles y guisos, trabajos para los cuales las mujeres parecen tener cierto talento y en los que sería completamente ridículo que resultaran vencidas. -Tienes razón -dijo él-; un sexo es ampliamente aventajado por el otro en todos o casi todos los aspectos."(Platón, 2003: 76). 7 Se consideraba a la mujer como un “ser incompleto”, definición tomada de Platón y Aristóteles, que luego sería legitimada y recreada en los escritos canónicos de los Padres de la Iglesia San Agustín y Santo Tomás de Aquino. Por tanto la mujer debía de estar subordinada al hombre, “ese ser Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �completo y superior”. Incluso la medicina antigua compartía ese criterio, Hipócrates argumentaba que ellas eran inferiores: húmedas y frías, en tanto que la esencia de los hombres eran seca y caliente: o sea, superiores. 8 Es conocido el “derecho de pernada”, el derecho de los nobles a acostarse con la mujer plebeya de su feudo en su primera noche de bodas; o el caso de mujeres reinas, como Jua na I (1479-1555), de Castilla y Aragón, conocida como “la loca”, a la que le fue arrebatado el trono, pretextándose su condición mental, cuando realmente era un problema de género. 9 Engels opina que: “La división del trabajo en la familia había sido la ba se para distribuir la propiedad entre el hombre y la mujer. Esta división del trabajo en la familia continuaba siendo la misma, pero ahora trastornaba por completo las relaciones domésticas existentes por la mera razón de que la división del trabajo fuera de la familia había cambiado (Engels, 1984: 97-98).Durkheim en su libro La división del trabajo social afirma que “(...) el trabajo sexual se dividió cada vez más. Limitado primeramente solo a las funciones sexuales, se extendió poco a poco a muchas otras (...) hace mucho que la mujer se retiró de la guerra y de los asuntos públicos y que su vida se concent ró completamente en la familia. Desde entonces su papel no hizo más que especializarse (...) se diría que dos funciones de la vida psíquica se han disociado, que uno de los sexos acaparó las funciones afectivas y el otro las funciones intelectuales” (1967: 57) 10 Lo curioso de este análisis científico de Weber es que su vida cotidiana hizo lo contrario ya que se manifestó públicamente por la igualdad de derechos entre ambos sexos en el matrimonio y dentro de la familia. Por otra parte apoyó activamente a s u esposa Marianne Weber quien fue una de las primeras feministas en Alemania elegida como presidenta de la Asociación de Mujeres Alemanas y diputada en el Parlamento del Estado de Baden (González, 1996). 11 12 Ya había Engels había abundado antes al respecto. Ver nota 10. Al decir de Kimmel: “El desarrollo individual de una personalidad masculina normal es un proceso social dentro de las relaciones familiares patriarcales(...)Dentro de diversas formas de familia, cada sociedad provee un escenario en el cual el amor y el anhelo, el apoyo y la desilusión permiten el desarrollo de una psique genérica(...)A la edad de cinco o seis años, antes de que tengamos muchos conocimientos conscientes acerca del mundo, los elementos para la construcción de nuestra personalidad genérica están firmemente anclados”(1997: 69). 13 Según Bourdieu “[los habitus son] sistemas de disposiciones duraderas y transmisibles, estructuradas y predispuestas a funcionar como estructuras estructurantes, es decir, en tanto principios generadores y organizadores de prácticas y de representaciones que pueden ser objetivamente adaptadas a su objetivo sin suponer una meta consciente de fines y el dominio expreso de las operaciones necesarias para alcanzarlos” (Bourdieu,1996: 88). Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �14 El habitus además “funciona como la materialización de la memoria colectiva que reproduce en los sucesores lo que adquirió de los antecesores” (Bourdieu, 1996: 91). Esto permite que el grupo de las masculinidades “persevere en su ser” (ibídem.). Todo lo anteriormente dicho implica que la conciencia colectiva del grupo de masculinidades “es capaz de inventar frente a situaciones nuevas, medios nuevos para llevar a cabo funciones antiguas” (ibídem.). Por tanto, las masculinidades ante el empoderamiento de la mujer establecerían estrategias nuevas para seguir manteniendo su hegemonía, pese al mayor poder adquisitivo de las mujeres, su posicionamiento en puestos de dirección, su desarrollo intelectual y académico, etc., y además actuarían de manera semejante sin necesidad de ponerse de acuerdo previamente adoptando tácticas de enfrentamiento colectivas en defensa de su status social que implicarían a la mayoría de los hombres que pertenecen a dichas masculinidades. 15 El habitus incorpora en las masculinidades la memoria colectiva. Según Cuché “las disposiciones duraderas que caracterizan el habitus son también disposiciones corporales, que constituyen la “hexis corporal” (la palabra latina habitus es traducción de la griega hexis) forman una relación con el cuerpo que le da un estilo particular a cada grupo” (Cuché, 2004: 103). La hexis corporal se sobrepone a lo que podría ser un estilo propio, ya que es una moral incorporada, es una concepción del mundo internalizada en el habitus profundo que habitan las mascu linidades. Por la hexis corporal las características sociales se naturalizan, el principal mecanismo social de la construcción de esta hexis de las masculinidades es la homosocialización donde se trasmite de padre a hijo varón normas, valores y actitudes corporales de lo que debe de ser un hombre para la sociedad según el imaginario colectivo de las masculinidades. Esta naturalización de lo social es uno de los mecanismos que aseguran la supervivencia de los habitus de las masculinidades. La homogeneidad de los habitus de las masculinidades hegemónicas y periféricas asegura de por sí la homogenización de los gustos y actitudes frente a situaciones problémicas que fueran a afectar de alguna forma su status social. Además hace previsible las preferencias y las prácticas “que se perciben como si fueran evidentes” (Bourdieu, 1996: 97). No obstante, reconocer esto, implica a su vez comprender la variedad de estilos personales en los hombres que incluyen estos grupos de masculinidades, estas variantes individuales deben de entenderse como “variantes estructurales” según Bourdieu. El habitus aplicado a los estudios de masculinidades no puede comprenderse como un sistema rígido de disposiciones que determinan al individuo y lo orientarían rigurosamente las representac iones y las acciones de estos, sino como un sistema de disposiciones que son dinámicas en el tiempo y en el contexto donde se construyen. La trayectoria social de los grupos de masculinidades acumulada en varias generaciones e interiorizada debe de ser considerada para analizar las variaciones del habitus de las masculinidades. Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �16 Foucault lo denomina como un “conjunto de mecanismos por medio de los cuales aquello que, en la especie humana, constituye sus rasgos biológicos fundamentales podrá ser parte de una política, una estrategia política, una estrategia general del poder…”(Foucault, 2006:15) 17 En sus investigaciones Gerda Lerner asevera: “El género es la definición cultural de la conducta definida como apropiada en una sociedad dada y en una época dad a. Género es una serie de roles culturales. Es un disfraz, una máscara, una camisa de fuerza en la que hombres y mujeres bailan su desigual danza” (Lerner, Gerda, 1990: 339).Considerando lo anteriormente dicho podemos llegar a una definición general del género como “una construcción histórica y sociocultural que adjudica roles, identidades, valores y producciones simbólicas a hombres y mujeres, incorporados a estos/as mediante los procesos de socialización” (Cesar Pagés, Julio, 2010: 9). 18 El poder patriarcal forma una importante parte estructural de nuestras pautas culturales. Dicho poder es una fracción organizada de nuestras economías y sistemas de organización política y social (Kaufman, Michael, 1994). Sus estructuras legitimadoras forman parte de la teología de las religiones más importantes, de la familia, de las formas lúdicas y de la vida intelectual. La mayor parte de lo que se asocia con la definición de masculinidad gira sobre la capacidad del hombre para ejercer poder y control. Esta capacidad se sustenta a partir de legitimaciones que hemos heredado, de tradiciones del mundo patriarcal que condiciona culturalmente a los sujetos femeninos y masculinos. Al caracterizar la cultura moderna debemos tener en cuenta el concepto de patriarcado. Este fue utilizado por primera vez como categoría por Kate Millett en su libro Política sexual, publicado en 1969, que pretende ser, dicho por la propia autora, “unos cuantos apuntes hacia una teoría del patriarcado”. Esta categoría designaría a “una estructura s ocial jerárquica, basada en un conjunto de ideas, prejuicios, costumbres, instituciones e incluso leyes respecto de las mujeres, por la que el género masculino domina y oprime al femenino” (Huberman, Hugo, 2011: 4). 19 Viveros se refiere también al interés de las teóricas feministas no sólo el patriarcado como concepto central, las relaciones entre la violencia sexual y la masculinidad, sino también entre las masculinidades y la violencia étnica y nacional que se evidencia sobre todo en situaciones de guerra. Un caso claro son los genocidios que ocurren en diversos países africanos donde las principales víctimas son las mujeres y las niñas. Otra época trascendental dentro de los estudios feministas y su relación con los estudios de masculinidades se da a med iados de los años ochenta del siglo XX, cuando el debate de género se desplaza de la diferencia de género a las diferencias entre mujeres. Las denominadas “feministas de color” (Viveros, 2007: 27) y otras feministas influidas por las teorías marxistas destacan las interconexiones entre las diferencias de género y otras jerarquías sociales y relaciones de poder fundadas en la etnicidad, la nacionalidad, la clase social, las identidades racializadas y las orientaciones sexuales. (Viveros, 2007). Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �20 El llamado “feminismo negro” tiene una profunda relación con las masculinidades que se construían socialmente en las comunidades negras de Estados Unidos sobre todo. Este feminismo quería comprender y deconstruir las problemáticas y dominaciones que experimentab an las mujeres negras en sus comunidades y las estrategias sociales y económicas de los hombres negros para poder alcanzar la versión hegemónica de masculinidad. Las “feministas negras” cuestionan esta masculinidad por ser sexista. Un proceso similar se dio con la crítica postcolonial que fue realizada por teóricas de países latinoamericanos que opinaban que masculinidad debía considera rse como una construcción específica con características históricas y culturales particulares en cada contexto. (Viveros, 2006: 30). En este caso se superponen categorías en condiciones de exclusión social que era una de las críticas que le hacían las feministas al marxismo clásico: el suponer que al tomar la clase obrera el poder eso eliminaría automáticamente las diferencias de género. 21 La invisibilización de la mujer en la literatura de las ciencias sociales y su papel en el desarrollo de una ciencia que es típicamente androcéntrica fue declarada por ellos. 22 Los estudios sobre masculinidades han sido ubicados de forma específica a finales de los 90 con temáticas relacionadas con los estudios de las patologías y terapias de la violencia, la crisis de identidad, la nueva paternidad, la homosexualidad y la adicc ión al trabajo. Se investigaron las reacciones de los varones frente a los avances de las mujeres en posiciones de poder y posibilidades de superación personal. (Olavarría, 1997; Connell, 1997; Kaufman, 1994; Parrini, 2003; Rivero Pino, 2003; Four, 2004; Viveros, 2007; Huberman, 2013; Olavarría, 2014) La masculinidad no es una categoría estática, ni estancada: al contrario, es sumamente dinámica (Cesar Pagés, 2010). Según Viveros (2003) la masculinidad es una construcción sociocultural e histórica que está estrictamente relacionada con categorías como nacionalidad, orientación sexual, raza, marginalidad o clase social. Las pautas de conducta que la definen varían según cada contexto sociocultural y generalmente constituyen intrínsecamente una meta a alcanzar por los varones para triunfar (Connell, 1997). El antropólogo David Gilmore en su libro Hacerse hombre: Concepciones culturales de la masculinidad estima que las diferentes culturas existentes exigen a los varones que actúen como “hombres de verdad” mediante la internalización obligatoria y cultural de una “doctrina viril del logro”, lo que evidentemente es una “virilidad bajo presión” que es exterior y coercitiva y que constriñe a los hombres en su vida cotidiana (Gilmore, 1994: 215). Esta virilidad de la que nos habla Gilmore condiciona a los hombres a la guerra cotidiana en condiciones hostiles y frágiles para enfrentar la escasez de recursos. Así, a mayor escasez, mayor énfasis en la virilidad. Se trata de un código de conducta que promueve la sobre vivencia de la colectividad y que se convierte en un habitus de las masculinidades. Consideramos que esta visión antropológica de las masculinidades en Gilmore cae en el extremo estructural funcionalista de considerar al individuo como un “idiota cultural” que asimila pasivamente las normas y valores de Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �una sociedad, obviando el concepto del actor social y la acción social tomada como la construcción normativa que se realiza en la interacción que ocurre en la cotidianidad entre los actores sociales. Michael Kimmel considera “a la masculinidad como un conjunto de significados siempre cambiantes que construimos a través de nuestras relaciones con nosotros mismos, con los otros, y con nuestro mundo”(1997: 49). Por tanto consideramos que precisamente el carácter relacional de la masculinidad es lo que le brinda su carácter de género. También es un deseo de validación masculina entre los pares (hombres reconocidamente heterosexuales y de la misma condición social del sujeto). Este proceso transcurre toda la vida del hombre, desde su niñez hasta su muerte. Evidentemente los hombres se encuentran bajo el permanente escrutinio de otros hombres, los que “conceden la aceptación en el reino de la virilidad” (Kimmel, 1999: 45). Esta virilidad se constituye en torno al ejercicio de una sexualidad activa, consumo de alcohol, la conquista de muchas mujeres, la homofobia, las manifestaciones de una fuerte posición física y emocional y otras conductas prestigiadas como la posesión de dinero. De esta forma la masculinidad se construye socialmente como lo contrario de lo femenino, homofóbica y como validación homosocial. Michael Kimmel nos dice en sus investigaciones sobre las masculinidades que ser masculinos supone no ser femeninos, en otras palabras, no ser como las mujeres. Este investigador inglés afirma que el hombre debe “mantener una posición de agresividad y violencia física y psicológica activa todo el tiempo” (Kimmel, 1997: 51). Entonces se establecería un vínculo contradictorio para el niño: por una parte la madre cuidadosa, pasiva, que le da abrigo y protección, y por otra parte el padre que le enseña patrones de violencia. El niño aprendería que tiene que demostrar a sus amigos en la escuela o en el barrio, a las niñas, a su misma madre que el empleo de la agresión física o verbal es una cualidad indispensable de la hombría y del poder masculino. 23 Michael Kimmel, importante estudioso de las masculinidades en el mundo anglosajón opina que "la virilidad no es estática ni atemporal, es histórica; no es la manifest ación de una esencia interior, es construida socialmente; no sube a la conciencia desde nuestros componentes biológicos; es creada y reproducida desde la cultura. La virilidad significa cosas diferentes en diferentes épocas para diferentes personas" (Michael Kimmel cit. por Jociles Rubio, María Isabel, 2001:2). 24 Según Connell “El concepto de hegemonía, derivado del análisis de Antonio Gramsci de las relaciones de clases, se refiere a la dinámica cultural por la cual un grupo exige y sostiene una posición de liderazgo en la vida social. En cualquier tiempo dado, se exalta culturalmente una forma de masculinidad en lugar de otras. La masculinidad hegemónica se puede definir como la configuración de práctica genérica que encarna la respuesta corrientemente acep tada al problema de la legitimidad del patriarcado, la que garantiza (o se toma para garantizar) la posición dominante de los hombres y la subordinación de las mujeres” (Connell. Cit. Por Olavarría, 1997). Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �25 Según entrevista efectuada en noviembre del 2012 al Dr. Hugo Huberman (ver anexo 2, modelo 3), podemos resumir que las principales temáticas que se ha privilegiado en los estudios de masculinidades en América Latina han sido la violencia, salud masculina , sexualidades, masculinidades y trabajo, paternidades, masculinidades y globalización, masculinidades y domesticidad. 26 Ramón Rivero Pino en su artículo Mediaciones sociales de las problemáticas de masculinidades (2012) analiza la situación actual de las masculinidades en Cuba, haciendo una profunda disección teórica en las instituciones cubanas y en la sociedad cubana actual, tocando el tema de la violencia ya la familia y la paternidad y por otra parte determinando estereotipos que siguen legitimando el patriarcado actual. Se cita: “En el ejemplo de Cuba, la falta de preparación de los maestros sobre las temáticas de masculinidades, así como la carencia de herramientas para descifrar las relaciones particulares y contextuales, no les permiten desarrollar la orientación a padres y madres centrando las necesidades de estos y promoviendo en función de ello una reflexión crítica basada en la variedad de contradicciones y conflictos de la realidad de sus alumnos y alumnas. A su vez, el discurso sexista contenido en los textos escolares y el lenguaje cotidiano empleado por los maestros en el contexto institucional educativo por su carácter homogéneo, no facilitan un enfrentamiento de cosmovisiones de género que potencien el encuentro de los sexos, lo que redund a en la reproducción de estilos y modos poco diversos de pensar y sentir las relaciones familiares y de género. Esta situación se agudiza por la complejidad que encierra la aplicación de los resultados investigativos a los programas curriculares en los diferentes niveles de enseñanza” (2012:5). 27 Hay que destacar los estudios pioneros del Dr. Julio Cesar Pagés sobre la relación de las masculinidades, la violencia y el deporte. Según Pagés "históricamente el mundo deportivo se ha comportado como un terreno de legitimación y recreación de las relaciones sociales establecidas en los más diversos escenarios históricos, geográficos y culturales (...) se ha convertido en un espectáculo en el que convergen y se expresan fenómenos y aspectos sociales como la viole ncia, las conciencias e identidades colectivas, raciales y de género"(Pagés, 2010: 50). Por otra parte es innegable que la mujer ha avanzado mucho en la esfera del deporte, incluyendo nuevas disciplinas como la lucha y las pesas donde han podido desarrollarse como deportistas exitosas. Las mujeres deportistas han sido beneficiadas en el mundo capitalista con ganancias semejante a las de los hombres que se han profesionalizado en el deporte, han sido parte de anuncios deportivos y marcas como Adidas y Nike. Según Gutiérrez " La imagen de la mujer en la publicidad deportiva va asociada a los cánones clásicos masculinos de belleza y atractivo físico con connotaciones sexuales, mientras que en los hombres se destacan sus logros deportivos independientemente de s u imagen física"(Gutiérrez Pequeño, 2012: 3). No obstante la esfera de los deportes, delineada específicamente para el ámbito masculino, no ha podido desprenderse de las legitimaciones que rigen las relaciones de género (Fuller, 1997; Gutiérrez Pequeño, 2012). Las prácticas deportivas en Cuba siempre han llevado el acuerdo tácito de las conductas masculinas como imperantes. Los espectáculos deportivos Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. son espacios de �homosocialización masculina por excelencia. Y generalmente espectáculos como el juego de b éisbol o el fútbol son espacios violentos donde los hombres desarrollan sus instintos agresivos insultando a los equipos contrarios o en ocasiones arrojándoles objetos. En muchas ocasiones dos grupos de fans, de equipos contrarios llevan su agresividad hasta el punto de llegar a las manos, como han pasado en series deportivas nacionales de béisbol. En la mayoría de las ocasiones los padres llevan a sus hijos varones a estos espectáculos porque consideran que la práctica deportiva es uno de los secretos para triunfar en la vida que les espera a sus hijos. Los niños y adolescentes varones que no logran insertarse y ser exitosos en el deporte son considerados "flojos" y "raros", y por tanto la colectividad no los valorará como lo suficientemente preparados para una vida futura en una sociedad patriarcal (Cesar Pagés, 2010:51) (ver anexo 2, modelo 3). 28 Otros estudios importantes fueron Mayda Álvarez (Centro de Estudios de la Federación de Mujeres Cubanas ); Julio Cesar Pagés (Coordinador de la Red Iberoamericana de Masculinidades ); Gabriel Coderech Díaz y su Grupo de Reflexión y Solidaridad “Oscar Arnulfo Romero” (OAR), que ha desarrollado una importante actividad de prevención en la ciudad de La Habana con hombres; el Grupo Equidad coordinado por Rosa María Reyes Bravo (Universidad de Oriente) que desde el Coloquio Internacional Identidades de Género: teorías y prácticas han difundido los estudios de masculinidades. 29 Esta Red ha organizado jornadas en los últimos tres años sobre los estudios de masculinidades, desarrollándose diversos temas, desde los estudios de masculinidades en el deporte, la violencia de género, paternidad hasta la última desarrollada en la Casa del Alba Cultural en la Ciudad de La Habana, los días 8 y 9 de noviembre de 2012 y dedicad a a los estudios de masculinidades y salud. El slogan de esta última era “Prevenir la salud, evitar la violencia: cosa de hombres y mujeres”, lo que evidencia un interés sobre el tema de la salud desde la perspectiva de las masculinidades. 30 Según Rivero, coordinador de Sección científica de masculinidades (SOCUMES): “Se evidencia también escaso nivel de elaboración teórica sobre la categoría “masculinidades”. Predomina su acepción desde posiciones de autores extranjeros, lo que expresa una débil contextua lización de la misma respecto a la realidad cubana. Tampoco se ha investigado acerca de las formas históricas de masculinidades que prevalecen en Cuba, aunque se ha incursionado en las condicionantes históricas de tales procesos. Un aspecto sobre el que no se ha construido consenso, es el referido al/los método(s) para el tratamiento de las contradicciones asociadas a las problemáticas de las masculinidades. Sin embargo, como ha ocurrido con las investigaciones sociales en general, estos estudios se caracterizan por ser aislados, o sea, por la insuficiente integración entre sí, lo que puede asociarse a la ausencia de transdisciplinariedad y multidisciplinariedad en sus enfoques. También expresan limitaciones en lo referido a su conectividad con los procesos de toma de decisiones, Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �formación académica y difusión masiva. Además, se han centrado en los aspectos críticos y diagnósticos y menos en los prospectivos y propositivos.” (2012: 2). 31 La masculinidad y la feminidad son construcciones relativas; su construc ción social solo tiene sentido con referencia al otro (Badinter, 1993). En tanto histórica, “la virilidad no es ni estática ni atemporal” (Kimmel; 1997: 49). Tomando en cuenta lo dicho por Kimmel consideramos que las diferentes masculinidades, al ser una construcción cultural, dependen del contexto donde se desarrolla y naturaliza. Por tanto, la masculinidad no es más que un conjunto de atributos, valores, funciones y conductas que se suponen esenciales al hombre en una cultura determinada; en tal sentido s e presupone que existen múltiples modelos para decirse, pensarse y hacerse para definirse como hombres. Existen diversas masculinidades que dependen del contexto donde se desarrollan. Los estudios de masculinidad o la condición del género masculino neces itan siempre volverse a una categoría más amplia que la contiene: el género, categoría que pese al número de estudios académicos que se han desarrollado al respecto, aún tiene aristas polisémicas. 32 La psicología infantil moderna, teorizada por Erik Erikson(1950), Arnold Gesell(1956) o Jean Piaget(1967), concebían que el desarrollo del niño estaba influido por fuerzas biológicas. No solamente los psicólogos en la actualidad tratan de estas teorías postfreudianos para explicar el proceso de educación sexista y androcéntrica en los niños, sino también los antropólogos y los sociólogos, usan estas teorías postfreudianos para explicar fenómenos relacionados con la masculinidad en diferentes sociedades que ha estudiado, como la separación del mundo femenino qu e caracteriza generalmente a los ritos de la masculinidad (separación de sus espacios femeninos, de su axiología, de sus prácticas femeninas). Según Jociles: “La razón que aduce Gilmore para preferir el concepto postfreudianos de "miedo a la regresión" sob re el freudiano de "miedo a la castración" consiste en que, en su opinión, este último es importante sólo desde un punto de vista individual, intrapsíquico, mientras que la "regresión" tiene también un interés sociológico desde el momento en que representa "una amenaza más grave para la sociedad en su conjunto" (2001:9). Kimmel por el contrario, sigue apoyándose en la teoría freudiana para explicar "la masculinidad co mo huida de lo femenino"(1997: 69). 33 El esquema aportado por Jenks (1982) para un acercamiento sociológico de la socialización en la infancia es, en nuestra opinión, el más interesante: él propone la existencia de dos tendencias en la teoría sociológica: la del acercamiento a partir de los presupuestos de Piaget y la del determinismo cultural. Según Corsaro debe existir una doble categorización (que coincide con la de Jenks): la de la sociedad como ente apropiativo de los niños y niñas (determinismo cultural) y las de estos apropiándose de la sociedad (constructivismo). No obstante debemos criticar a Corsaro en el sentido de olvidar los aportes conceptuales de Durkheim o G.H. Mead, cuyas teorías han aportado mucho a la socialización en la infancia. Rodríguez Pascual añade una tercera vía: de la vinculación de la Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �psicogénesis y la sociogénesis (2010: 9).Cuando Jenks se refiere que la sociedad se apropia del menor se refiere a que algunos sociólogos teorizan a la infancia como una situación “pre -social” donde los agentes son menos capaces en términos sociales y solo los adultos pueden adecuar su con ducta para que sea considerados normales y que la sociedad los convierta en agentes sociales plenos (Rodríguez, Pascual 2010:10). Esta visión está posicionada en lo que llamamos determinismo cultural (Ritzer, 2008: 78). Que los niños y niñas dependen de la atención del adulto es el punto de partida de esta perspectiva, pero en nuestra opinión es demasiado categórica ya que los niños establecen otros niveles de socialización dentro de los grupos de iguales. Esta crítica va encaminada a Durkheim y Parsons, en su acercamiento a la infancia. 34 Según Viveros “Cuando no se tiene nada, la masculinidad se vuelve uno de los pocos atributos de los que un chico se puede jactar; se vuelve hiperviríl, construye identidades masculinas muchas veces violentas, defensivas. Esa hipervirilidad tiene mucho que ver con el lugar social subalterno; tiene una expresión de clase y étnico racial” (2010: 10). 35 Según el Psicólogo Chileno RaulMercer existen grandes teorías que describen esto: “Teoría sobre roles sexuales: Básicamente los niños y niñas aprenden la forma de relacionarse con el mundo a través de observar cómo actúan quienes los/as rodean, por la forma como son reconocidos/as o castigados/as después de un comportamiento determinado. De esta manera, niños y niñas modelan sus conductas sobre el comportamiento de familiares, amigos/as e imágenes del mismo sexo que se le cruzan en el día a día”. “Teoría de género relacional: Considera a los niños y niñas activamente involucrados/ as en desarrollar su propia identidad y argument a en contra del enfoque que dice que todos los niños y niñas tienen intereses y comportamientos similares. El concepto de género para los niños y niñas cambia en forma constante, dependiendo del contexto y de determinantes como la clase social, la etnia, la religión, la edad y la cultura. Alrededor de los dos años, los niños y niñas comienzan a nombrar correctamente su sexo y el de otras personas. Una vez que estas categorías básicas de género están establecidas, empiezan a clasificar las actividades y las conductas y asimilan una gran amplitud de estereotipos de género. Los niños y niñas pequeños asocian con el sexo muchos artículos de ropa, herramientas, elementos del hogar, juegos, ocupaciones y comportamientos. Sus acciones van de acuerdo a esta idea. En el período preescolar, los estereotipos de género de los pequeños se fortalecen y parecen operar con reglas rígidas y no con normas flexibles. En la conformación de los estereotipos de género participan influencias (…) Genéticas: Las diferencias de comportamientos entre niños y niñas parecen visibles en muchas culturas. Esto nos lleva a considerarlas posibles influencias genéticas. Durante el período preescolar, las niñas aumentan la búsqueda de otras niñas y disfrutan jugando con sus compañeras. Los niños parecen preferir actividades grupales de niños como correr, escalar y jugar a pelear. Existe un amplio rango de factores ambientales que construyen e interaccionan con influencias hereditarias el conocimiento del género y de los roles en los niños y niñas (…) Relaciónales: La familia y los pares son modelos importantes en la comunidad. El ambiente social juega un papel importante en el Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �desarrollo de los estereotipos de género durante la infancia temprana. Cuando se habla de los valores de crianza, los padres tienden a hablar del rendimiento, competencia y el control de emociones como elementos importantes para los hijos, mientras que el cariño y las características de las niñas son importantes para las hijas” (Mercer, 2008). 36 La revisión bibliográfica al tema se determinó que la exposición a la violencia durante la niñez aumentaba en la probabilidad de cometer actos de violencia de pareja en los hombres, comparados con hombres que no habían sufrido ningún tipo de maltrato infantil (Gil-González, 2008). Por otra parte investigaciones exploratorias en países en vías de desarrollo y subdesarrollados diagnosticaron que la exposición a la violencia durante la niñez (sobre todo a la violencia intrafamiliar y sexual) presentaba una correlación positiva con el hecho de ser víctima de violencia infligida por la pareja y de violencia sexual en las mujeres (Söchting, Fairbrother y Koch, 2004; Martin, Taft y Resick, 2007; Vung y Krantz, 2009). Las personas que hayan sido víctimas de la violencia durante la niñez tienden a aumentar la probabilidad de tolerancia de la violencia ya sea como víctima o como victimario, así como de situaciones violentas. 37 Graciela González y Reina Fleitas han impartido el Diplomado “Violencia Intrafamiliar y estrategias de solución a las dificultades de la vida cotidiana en la familia cubana” en varias regiones del país donde hacen énfasis en una disciplina sociológica relativamente reciente en nuestro país que se denomina sociología de la infancia y que toma al niño como sujeto central en la actividad de su vida cotidiana. Las siguientes tesis defendidas en dicho diplomado asumen el tema de la niñez desde dicha disciplina sociológica: - Yanet Valenciaga Feliciano con su tesis Problemas y estrategias de solución en el proceso del cuidado educativo y sociomaterial de la infancia en familias monoparentales de la comunidad lajera ICA (La Habana, 2008) desarrolla una perspectiva interesante sobre las problemáticas del cuidado a los niños en la comunidad lajera ICA. - Eneicy Morejón Ramos con su tesis Cultura de la infancia: acercamiento a la industria del juguete en Cuba desde las políticas sociales (La Habana, 2008) nos permite acercarnos a la problemática objeto de estudio desde las políticas estatales de lo lúdico dirigido hacia los niños. - Rubén Otazo Conde con su investigación El Centro de Referencia de los Derechos de la Niñez y la Adolescencia en el municipio de Santis Spiritus: un análisis de sus características y rasgos centrales actuales (La Habana, 2008), profundiza en sus características como institución y propone elementos que harían más funcional su proyectos social. El trabajo de diploma en opción al título de licenciado en sociología de Chavéz, A. y con título La cultura de la infancia y la familia en Cuba. Un estudio de caso en el municipio de Güines (La Habana, 2007) hace una interesante descripción del imaginario colectivo de la familia para la crianza de los niños en el municipio de Güines Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �38 Según Bourdieu “El dominio masculino está suficientemente bien asegurado como para no requerir justificación: puede limitarse a ser a y manifestarse en costumbres y discursos que enuncian el ser conforme a la evidencia, contribuyendo así a ajustar los dichos con los hechos. La visión dominante de la división sexual se expresa en discursos como los refranes, proverbios, enigmas, cantos, poemas o en representaciones gráficas como las decoraciones murales, los adornos de la cerámica o los tejidos(...) si esta división parece “natural”, como se dice a veces para hablar de lo que es normal, al punto de volverse inevitable, se debe a que se presenta, en el estado objetivado, en el mundo social y también en el estado incorporado , en los habitus como un sistema de categorías de percepción, pensamiento y acción”(1996: 9). 39 Estas violencias se desarrollan en varios contextos: El familiar(violencia doméstica), que incluye además la violencia en las relaciones de pareja y las de no viazgo; la violencia en los conflictos armados; la violencia en sociedad(agresiones sexuales, explotación y tráfico de mujeres);violencia en el ámbito laboral(acoso sexual y bullyng/mobbing); violencia en los medios de comunicación(estereotipos sexistas, esclavitud sexual, etc.); Violencia institucional(tolerada o perpetrada por el estado); violencia en las tradiciones culturales(matrimonios precoces, feminicidio por honor, mutilación genital femenina, agresiones con ácido, etc.). No se puede dejar de menc ionar que precisamente por la extensión que comprenden las diferentes formas de la violencia y que muchas de las investigaciones abordan fundamentalmente las definiciones, identidades y relaciones de género, no toda la violencia ejercida sobre la mujer puede identificarse como violencia de género. Esto se debe a que las definiciones existentes son en muchos casos polisémicas y hacen referencia a los tipos de violencia que tiene su etiología en las definiciones de género existentes en la sociedad. 40 Son sumamente interesantes las definiciones de violencia que ofrece Johan Galtung. Este autor distingue entre violencia directa, violencia estructural y violencia cultural (Galtung cit. Por Olavarría, 1997). La primera permite la identificación inmediata de un autor y su vinculación con un acto de violencia. La segunda emerge y forma parte de la estructura social y tiene que ver con las formas sociales y estructurales de la explotación y marginación de personas. En cambio, la violencia cultural y sus formas perduran básicamente bajo las mismas apariencias durante espacios de tiempo largos. Este tipo de violencia incluye las legitimaciones, represiones culturales y sus representaciones simbólicas respectivas, mientras que las acciones corresponden obviamente a la violencia directa. En cambio, la violencia estructural actúa de modo sutil bajo las formas diversas del ejercicio del poder y de la dominación social, política, económica etc. Tal y como lo menciona el autor, las interacciones y combinaciones entre estos tres tipos de violencia son múltiples. Entre sí componen realmente un triángulo interconectado en el cual desde cualquier elemento se puede transmitir fácilmente la violencia a otro. Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �41 Es curiosos que no existan políticas de prevención social con hombres que han sido violentados por otros hombres, y mucho más que las estrategias de educación preventiva generalmente mencionen solo la violencia ejercida hacia la mujer. 42 Desde la Sociología se destacan los estudios de Clotilde Proveyer Cervantes, María Teresa Rivacobas. Reina Fleitas ha desarrollado en su conferencia “El modelo de salud, familia y cuidado en la Infancia”, las relaciones entre la violencia de pareja y una infancia disfuncional. El proyecto “El agua y el saneamiento en el barrio de Jesús María. ¿Es el género una barrera para el disfrute pleno a su acceso?”, desarrollado por Fleitas y un grupo multidisciplinario, muestra que, sumado al fenómeno de la violencia de género, está sumado el del acceso al agua y el de la pobreza femenina. María d e los Ángeles Arias Guevara, en Holguín, coordina el Núcleo de Género de su Universidad y ha publicado una interesante compilación de ensayos sobre el tema en el libro Rompiendo Silencios: Lecturas sobre Mujeres, Géneros y Desarrollo Humano (2013).Desde el Derecho son importantes las investigaciones de Caridad Navarrete y María del Carmen Oña. En la Psicología, Norma Vasallo Barrueta, coordinadora de la Cátedra de Estudios de Género de la Universidad de la Habana; Yuliuva Hernández García, coordinadora de la Cátedra de Estudios de Género del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa; Aida Torralbas Fernández, perteneciente al Núcleo de Género de la Universidad de Holguín; el Grupo Equidad coordinado por Rosa María Reyes Bravo en la Universidad de Oriente; Rosa María Fernández y Karelín López. Tenemos las investigaciones sobre violencia de la Mareelén Díaz Tenorio del Grupo de Reflexión y Solidaridad Oscar Arnulfo Romero. Luisa Campusano, en Casa de Las Américas, ha desarrollado investigaciones de corte literario que nos enriquecen al respecto. 43 Para abundar más al respecto ver el artículo del autor Algunas contradicciones epistemológicas de los estudios de las masculinidades en Cuba: el contexto minero metalúrgico de Moa, Estudio de caso, Revista Praxis Sociológica, No 15, Castilla la Mancha, 2011. 44 En el libro “50 años después: mujeres en Cuba y cambio social”, publicado en el 2010 se afirma que la investigación más completa sobre este tipo de violencia lo desarrolló el Grupo de Estudios sobre Familia del CIPS en el 2005, 2006 y 2008. Consideramos que aunque esta fue una excelente investigación sobre violencia intrafamiliar, al ser estudios de caso en la ciudad de La Habana, y tomar algunas referencias de otras provincias, impide que sus conclusiones pu edan ser generalizables a otros contextos. 45 En la revisión bibliográfica destaca la tesis de Mayrobiy Díaz López, “La construcción de una cultura de la infancia y su influencia en el proceso de socialización. Un estudio de caso en la escuela primaria “Antonio Pérez Martínez”” (2008) por la Universidad de la Habana y la tesis de Marianela Machado Velázquez, “Violencia escolar y construcción de la masculinidad hegemónica: estudio de Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �caso en las escuelas primarias “Armando Mestre” y “Juan George Sotto” ”, del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa (2013). 46 Los estudios que se han hecho en Cuba correlacionando la violencia de género y las masculinidades son abundantes, pero hechos sobre todo desde una perspectiva psicológica o de salud. Los estudios desde perspectivas sociológicas o históricas son mucho meno s frecuentes en el contexto cubano existiendo la problemática de que no han sido sistemáticos en su desarrollo. Cito a Rivero Pino: “Los referidos estudios han abierto el camino en la búsqueda de información y en la reflexión acerca de cuestiones esenciales del sentir, pensar y actuar las masculinidades en nuestro país. Dentro de sus fortalezas podrían señalarse: su abordaje desde diferentes disciplinas científicas; la identificación de malestares sociales asociados a la forma tradicional de ejercicio de la masculinidad en Cuba y, en particular, de las formas específicas de ser hombre; tener en consideración aspectos de carácter socio-psico-bio del desarrollo humano en el tratamiento de este asunto; el diseño y la aplicación de metodologías diversas con enfoque participativo que han contribuido a sensibilizar en relación con la importancia del tema y la necesidad de transformar el estad o de cosas existente”(2012: 2). No obstante podemos decir que existen valiosos antecedentes sobre los estudios de violencia que sustentan teorías que explican en el contexto cubano dicho fenómeno. En el artículo “Hombres que maltratan a su pareja: ¿víctimas o victimarios?” (2002) Elayne Espina analiza los modelos tradicionales de masculinidades hegemónicas y su relación con las mujeres que son pareja desde el condicionamiento psicológico. Desde las representaciones sociales Yaíma Predes Fernández hace una indagación de la violencia en las mujeres profesionales en su artículo “Un acercamiento a la violencia masculina desde las representaciones sociales” (2002), haciendo un estudio semántico de palabras que legitiman la violencia en el imaginario cotidiano. Por otra parte Sonia de la C. Medina en su tesis de diploma en opción al título de licenciada en Psicología “Violencia de género. Una mirada desde la masculinidad” (2003) indaga por las diferentes tipos de violencia que emplean los hombres en la ciudad de La Habana. La tesis de diploma en opción al título de licenciado en Estudios Socioculturales de Madelagnia Pérez y Raciel Obregón, Masculinidades en Moa: continuidades de un modelo hegemónico, (2008) se determinan las principales características socioculturales de las masculinidades periféricas y hegemónicas en Moa e introducen la historia de vida para conocer los móviles de la violencia. Una interesante investigación de Yenis María Castro en el 2008 fue desarrollada con el fin de determinar las formas de violencia que desarrollan los hombres que residen en ámbitos rurales del municipio de Santa Clara haciendo un profundo análisis de sus orígenes y las consecuencias que esta tiene sobre su vida cotidiana y las que los rodean. En el 2009 Iris Gibert Marrero y Dolys María Aragón Betancourt con su tesis de diploma Los códigos de masculinidades en los medios de difusión en Villa Clara y Sancti Spíritus investigaron Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �sobre los modelos de masculinidad y los estereotipos que legitiman en sus programan los medios de difusión masiva (radio y televisión) en las provincias objeto de estudio. Estudios como la tesis de diploma en opción al título de licenciada en Estudios Socioculturales de Yaneris Zaldívar Molina,”La construcción de la masculinidad hegemónica en Moa: su relación con la violencia ejercida contra la mujer en el ámbito doméstico ” (2009) hacen énfasis en las masculinidades desde la descripción densa de Geertz, haciendo un estudio de la influencia de la actividad económica principal desarrollada en la comunidad minero metalúrgica de Moa en la conformación de una imaginario androcéntrico que legitima todas las formas de violenc ia de género en dicho contexto. Debemos destacar el estudio hecho por la Msc. Yaneysi de la Caridad Serrano Lorenzo, del Centro de Estudios Comunitarios de la Universidad Central de las Villas, titulado la “Conformación de un modelo de masculinidad hegemónica durante la etapa colonial en Cuba” donde aborda la conformación de un modelo de masculinidad hegemónica durante la etapa colonial en nuestro país y a partir del análisis de las diferentes culturas (aborígenes, africanas, españolas, árabes y chinas) qu e conformaron la materia prima de la identidad cubana y sus relaciones familiares. Se indaga en esta investigación sobre los tipos de familia establecidos, los mecanismo de unión de la pareja y las relaciones de poder dentro de esta (Caridad Serrano Lorenzo, 2012). Estamos de acuerdo con Dunia M. Ferrer Lozano y María L. González Ibarra cuando catalogan la violencia de género es una variedad de la violencia cultural. 47 “Las representaciones religiosas son representaciones colectivas que expresan realidades colectivas; los ritos son maneras de actuar que no surgen sino en el seno de grupos reunidos, y que están destinados a suscitar, a mantener o rehacer ciertas situaciones mentales de ese grupo”. (Durkheim 2012: 37) 48 Debemos precisar que los orígenes de la teoría dramatúrgica de Goffman, hay que buscarlos sobre todo en Durkheim y en la antropología británica de Malinowsky y Radcliffe Brown. 49 OPS: La Violencia en las Américas. Washington, D.C. 1996. 50 PANOS: The intimate enemy: Gender violence and Reproductive Health. London, 1998. 51 Para aumentar la información al respecto consúltese: CEPAL: “Ni una más! El derecho a vivir una vida libre de violencia en América Latina y el Caribe”. Informe de CEPAL, 2007. 52 Véase http://www.paho.org/Spanish/AM/PUB/Gender_based_Violence.pdf 53 Ver nota 6, ibídem. Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �54 Se han desarrollado una serie de investigaciones anteriores que han enriquecido la muestra aquí planteada y han brindado recursos teóricos y metodológicos para el desarrollo de esta tesis. Algunas de estas son Análisis del discurso sexista de los mineros de la Mina de la Fabrica “Pedro Sotto Alba” de la Comunidad Minero Metalúrgica de Moa, 2010; La Etnometodología como herramienta para los estudios de género: las masculinidades en Moa, estudio de caso , 2011; Algunas contradicciones epistemológicas de los estudios de las masculinidades en Cuba: el contexto minero metalúrgico de Moa, Estudio de caso, 2011; Una visión fenomenológica de las masculinidades periféricas homosexuales en las Comunidad Minero Metalúrgica de Moa . 2010 (Ponencia desarrollada en la Jornada académica internacional contra la homofobia , La Habana, Mayo, 2014); la Tesis del Diplomado Violencia Intrafamiliar y estrategias de solución a las dificultades de la vida cotidiana en la familia cubana(Universidad de la Habana), Un acercamiento a la violencia intrafamiliar infantil: Moa estudio de caso, 2012; Indexicalidad y Etnometodología aplicada a los estudios de género , 2013; El enfoque perfomántico de las masculinidades: estudio de caso en Moa , 2014. Todas ellas resultados de tesis dirigidas por el autor, o investigaciones propias desarrolladas por el grupo investigativo de Género y Equidad que él coordina. Se puede asegurar que las muestras trabajadas ocupan un amplio espectro de la población rural y urbana del municipio de Moa, así como homb res pertenecientes a diversas masculinidades, profesiones y grupos etáreos. 55 Todos los datos de la estructura familiar (nuclear/extensa/monoparental) han sido tomados de las secretarías de las respectivas escuelas. 56 Desde sus inicios, fundamentalmente desde la filosofía, existieron dos acercamientos esenciales al concepto de identidad: la lógica y la ontológica. Creemos que desde la logicidad la identidad es creada como una tendencia ineludible de la razón a reducir lo real a lo idéntico. Por otra parte desde la perspectiva ontológica deberíamos destacar la filosofía de Hume. Este filósofo consideraba insoluble el problema de cualquier identidad substancial: era agnóstico y, por tanto, en su opinión es incognoscible para los seres humanos lo que se oculta tras las sensaciones. Teniendo en cuenta lo que podríamos llamar el fenomenalismo moderado de Locke, entonces podríamos reconocer los objetos que se manifiestan a través de nuestros sentidos, de la cognoscibilidad del mundo que nos rodea y por tanto la experiencia es el único origen de todas las ideas, luego Locke opina que la existencia de la identidad se basa en la capacidad que los individuos adquieren a través de su experiencia de conocerse a sí mismo. En la actualidad desde ciencias sociales como la Sociología, la Antropología, la Historia, la Psicología Social se ha construido un entramado teórico sobre la identidad que ha contribuido a perfilar las categorías que conforman la identidad y delimitan su alcance. Existen disímiles formas de nombrar las identidades. Carolina de la Torre añade que (...) “La identidad no se decreta. Nadie por concepciones teóricas ni ideológicas, de convivencia política, ni argumentos de ninguna clase puede decir que este pueblo es así o este elemento de identidad es importante. La gente vive, recuerda y percibe”. (De la Torre, C., 2010) De lo anterior se puede inferir el lugar que en el proceso de formación de la identidad le corresponde a las vivencias del sujeto, es decir la existencia de una realidad empírica que posibilita Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �una representación elaborada a partir de lo que recuerda y percibe, reproducido como conocimiento de su mismidad en comparación con el otro, es un concepto relacional. Para llegar a una cabal compresión del concepto de identidad debemos tener en cuenta los aportes de Erickson desde la psicología social. Él señala q ue la formación del “yo” o el “mi” están vinculados a factores subjetivos del desarrollo de la personalidad. Estos se producen de forma inconsciente en el individuo a través de un proceso de reflexión y observación donde este intenta alcanza el autoconocimiento, pero esto está constantemente relacionado con el contexto sociocultural donde desarrolla su vida cotidiana (Erickson, 1990: 45). Podemos decir que generalmente el enfoque de Erickson considera la identidad como un proceso que hace que el núcleo de la individualidad y el núcleo de la comunidad sean una misma identidad. Según Clotilde Proveyer “El reconocimiento de sí mismo como ser único e irrepetible, con características subjetivas peculiares que lo diferencian como sujeto, es una cualidad inheren te a la identidad: la noción de mismidad (...) no es posible conformar esa idea de mismidad de forma adecuada si no es a partir de la elaboración de esos presupuestos identitarios que sobre la realidad conforma el grupo social de referencia. No puede existir mismidad, sino como parte de una colectividad” (Proveyer, 2000) 57 Afirmaciones como “la masculinidad es una construcción social” son bien recibidas en general por la comunidad de científicos sociales, pero se corre el peligro de desconsiderar todos los avances que desde la biología evolucionaria y la neurociencia se están haciendo a la cuestión de las identidades de género, ya que desde distintas disciplinas se acumulan las evidencias que cuestionan la idea de la psiconeutralidad sexual de los bebés y la supuesta construcción social que da forma posteriormente a la identidad sexual de las personas. No obstante, estas evidencias aún no tienen un basamento teórico y empírico que las haga científicamente creíbles. 58 Datos tomados de la Base de Datos del Gobierno Municipal de Moa, 2013. 59 Frazer en La Rama Dorada (1922) y Gastón Bachelard, en La Terre et les rêveries de la Volonté(1948) realizan una interesante indagación sobre el trabajo del herrero y su relación c on la naturaleza. Ellos muestran en sus textos cómo, a través de sus herramientas, el martillo y el yunque, el hombre se afirma y se separa de esta: “El instante del herrero es un instante a la vez aislado y magnificado. Promueve al trabajador al dominio del tiempo por la violencia de un instante”, (1948: 142),y luego dice que “El ser que forja acepta el desafío del universo alzado contra él.”(Beauvoir, cit. Por Bachelard, 1948: 201). Bachelard describe el triunfo del individuo sobre la naturaleza: “mientras el individuo carecía de los medios prácticos para satisfacerla objetivamente: a falta de útiles adecuados, no percibió al principio su poder sobre el mundo, se sentía perdido en la Naturaleza y en la colectividad, pasivo, amenazado, juguete de oscuras fuerzas; sólo identificándose con el clan todo entero, se atrevía a pensar: el totem, el maná, la tierra, eran realidades colectivas. Lo Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �que el descubrimiento del bronce ha permitido al hombre ha sido descubrirse como creador en la prueba de un trabajo duro y productivo; al dominar a la Naturaleza, ya no la teme (…)” 60 Organización Internacional del Trabajo (21 de junio de 1935). C45, Convenio sobre el trabajo subterráneo (mujeres), 1935: “En los trabajos subterráneos de las minas no podrá estar empleada ninguna persona de sexo femenino, sea cual fuere su edad.” Este convenio ha sido ratificado por 70 países, 28 de los cuales lo han denunciado en la actualidad. Consultado el 15 de diciembre de 2013. 61 También existe la influencia de los migrantes rusos que vinieron a trabajar en Moa desde el antiguo campo socialista, mediante el convenio que el Consejo de Ayuda Mutua Económica (CAME) tenía con Cuba. Esta influencia está materializada en muchas construcciones de arquitectura de corte realismo socialista como la Casa de Cultura, y edificios donde se recreaban los trabajadores soviéticos. Por otra parte está presente también en leyendas, dichos y referentes técnicos usados en las fábricas de níquel, y de servicios, muchas de estas funcionando con una tecnología , aún hoy, mayoritariamente checa, rusa o polaca. 62 Para más detalles, ver el libro de Oramas, Piedras Hirvientes, La Minería en Cuba. 63 Ibídem, allí se describe el proceso de urbanización de Moa y de asentamientos mineros en su periferia como el poblado de Punta Gorda, por orden directa del Che. 64 Las labores de la constitución del Partido por esa época(1966)comprendieron también la realización de un censo que pudo demostrar en un área de 730 Km² que comprendía el municipio Moa, residían un total de 16 371 personas, de ellas laboraban 4 443 y sólo 354 eran mujeres. Un total de 1 692 trabajaban en el sector privado y 827 eran agricultores pequeños, a los cuales la Reforma Agraria les había entregado la propiedad de sus tierras (Velasco Mir, 2011: 23). 65 Datos tomados de la Oficina Municipal de Estadísticas de Moa, 2013, afirmado en la entrevista a la especialista del Centro de Estudios Demográficos de la Universidad de la Habana, Msc. NiuvaAvila Vargas. Esta entrevista fue televisada por el Canal Habana, el 12 de febrero del 2013. 66 Datos tomados de la Base del Gobierno Municipal de Moa, 2013. 67 Ibídem. 68 Debemos decir que existen ya algunos casos aislados de mujeres que desarrollan otras actividades como las obreras soldadoras del Combinado Mecánico, o el caso de una mujer que maneja una Grúa en la Empresa Che Guevara. 69 En nuestro país, en la actualidad se desarrollan diversas campañas en pro de la integración social de hombres y mujeres homosexuales, en contra de la violencia de género en todas sus manifestaciones, a favor del empoderamiento de la mujer y el cuidado de los niños. No obstante en Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �Moa, según investigaciones desarrolladas por la Cátedra de Estudios de Género y el Grupo de Desarrollo Humano y Equidad los hombres son reacios a estos cambios, y tácitamente se oponen a ellos en todos los espacios posibles(Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011) 70 71 Doctor en Ciencias Técnicas, jefe del Departamento de Minas de la Universidad. Para abundar al respecto ver el articulo de Pérez Gallo, Victor Hugo “La Etnometodología como herramienta para los estudios de género: las masculinidades en Moa, estudio de caso”, publicado en la Revista Contribuciones a las Ciencias Sociales, 2012, donde se hace un análisis crítico del discurso de los hombres en espacios públicos de Moa y uno de los resultados es el conocimiento descriptivo de su perspectiva sobre las mujeres dirigentes 72 Los juegos y juguetes de niñas son artefactos de culturas pasadas que significaron genéricamente desde entonces a las niñas y niños. Los antiguos juguetes para niñas eran muñecas egipcias que datan del 2000 AC aproximadamente. Los niños de la Antigua Grecia jugaban con soldados de trapo, madera, cera o arcilla, en ocasiones los brazos y las piernas eran móviles. Sonajas, aros y yo-yos fueron otros juguetes comunes. Cuando una mujer joven se iba a casar en la Antigua Grecia, ella tenía que sacrificar sus muñecas y juguetes junto con algunas otras pertenencias de su juventud a la diosa Artemisa la noche previa a la boda (TANSEL, UTKU, 2014). 73 Y esto no es solamente, como dirían los freudianos, por la semejanza de la pistola o del bate con un falo, sino por la importancia del objeto en sí mismo: la pistola es un juguete que “mata”, el bate “golpea”, y todas estas interpretaciones se van sedimentando en su imaginario infantil. 74 “Ya sea favorable o desfavorable, un estereotipo es una creencia exagerada que está asociada a una categoría. Su función es justificar (racionalizar) nuestra conducta en relación con esa categoría.” (Lippman, 1971:215.). 75 “Que la mujer aprenda en silencio, con toda sujeción. Porque no permito a la mujer enseñar, ni ejercer dominio sobre el hombre, sino estar en silencio” TIMOTEMO 2: 11-12. 76 “[…] el hombre es doble. En él hay dos seres: un ser individual, que tiene sus raíces en el organismo y cuyo círculo de acción se encuentra, por esta razón, estrechamente limitado, y un ser social, que en nosotros representa la más elevada realidad, sea en el orden intelectual que en el moral, que nos es dado conocer por medio de la observación: me refiero a la sociedad. Esta dualidad de nuestra naturaleza tiene como consecuencia, en el orden de la práctica, la irreductibilidad de la razón a la experiencia individual. En la medida en que es partícipe de la sociedad, el hombre se supera naturalmente a sí mismo, lo mismo cuando piensa que cuando actúa”. (Durkheim 1975: 21) Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. �77 Los psicoanalistas llamaron también a este estado el complejo de Edipo negativo, do nde el niño siente amor hacia el progenitor del mismo sexo, así como rivalidad y rechazo hacia el progenitor del sexo opuesto(Freud, 2008: 121) 78 Los psicoanalistas relaciona este rito con el período de latencia designando esta etapa en el desarrollo libidinal del niño (Ibídem.). 79 Debemos aclarar que la comida tradicional cada vez se hace menos en las familias estudiadas debido a los horarios laborales de los padres, no obstante, esto intentan todas las estrategias posibles para seguirlas desarrollando siempre, incluso cambiando turnos de trabajo. 80 Es curioso que las familias que poseían un carro particular (EF.1, EF.3, EF.6. EF.9) comentaron que por supuesto que era el hombre el que debía manejar el carro porque “manejar es una actividad típicamente masculina” (EF.3) y que si bien es cierto que habían ya muchas mujeres que manejaban, no se veía bien. Y que si iba el niño, él debía ir delante, al lado del chofer, para “que aprendiera mecánica desde pequeño “(EF.4). Los padres y madres están de acuerdo con es to, ya que el sitio al lado del chofer es peligroso y las niñas no debían sentarse allí (EF.1, EF.3, EF.6. EF.9) ¿Peligroso para las niñas y no para los niños?, ¿por qué los niños deben aprender al peligro? “Mi padre desde pequeño me sentaba a su lado cuan do manejaba, muchas veces me llevaba a fiestas y él regresaba medio borracho, cuando se iba para la cuneta yo le viraba el timón hasta que cogía la carretera de nuevo. No nos matamos de milagro, pero lo bueno fue que yo aprendí a manejar y a no tenerle mie do a los accidentes” (G.1e). Estamos en presencia de un Decorum, o conducta convencionalizada, estructuras subjetivas y/o formas convencionales y simbólicas del orden social genérico, una expresión de la estructura social jerarquizada entre hombres y mujeres. El niño estaría aprendiendo tempranamente conductas de riesgo, que son tan generalizadas en los hombres adultos, obligados socialmente a mantener estas conductas riesgosas para demostrar ante sus grupos de iguales su masculinidad. Luego tendríamos como consecuencia que esta fachada de riesgo, estaría presente en casi todos los roles a desarrollar por parte del hombre en su vida adulta. “Desde pequeños uno tiene que aprender que el hombre tiene que ser duro y no acobardase ante las situaciones más difíciles. Mi padre, que en paz descanse, me dijo en una ocasión: sé hombre, sino muérete. Y esa lección la tengo aprendida desde pequeño, y se la agradezco” (G.3d). 81 En la actualidad con la promoción de nuevos valores de género, esto cada vez es menos frecuente, con la existencia de varones metrosexuales, o pertenecientes a tribus urbanas como rockeros, mickys o emos, que tiene características físicas y de ropa que tradicionalmente eran consideradas femeninas o masculinas. 82 La mayor parte de las indagaciones desarrollados en los últimos 10 años sobre violencia hacia el interior de los grupos de iguales en niños y adolescentes se han centrado en el accionar social de estos en las instituciones escolares y sobre todo en una de las principales modalidades: el bu llyng, término del idioma inglés derivado de bull, “matón” , donde generalmente un niño o adolescente, apoyado por el grupo desarrolla amenazas, insultos sistemáticos, agresiones físicas contra la víctima que no tiene recursos para responderle. Generalmente supone un abuso de poder de un niño sobre otro y los demás no intervienen. Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales. � 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 Identidad masculina, prácticas homosocializadoras e infancia Creator An entity primarily responsible for making the resource Víctor Hugo Pérez Gallo Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa 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 2014 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/75a5381cd1fa41b0d55bda6ea464b0b4.pdf 5556b1d55edbe50d2304b0af02b591c6 PDF Text Text TESIS Mecanismos de endurecimiento de acero AISI 1045 deformado por rodadura Tomás Hernaldo Fernández Columbié �Página legal Título de la obra. Mecanismos de endurecimiento de acero AISI 1045 deformado por rodadura. -- 100 pág Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2011 -1. Autor: Tomás Hernaldo Fernández Columbié 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico” Antonio Núñez Jiménez” Edición: Liliana Rojas Hidalgo Digitalización: Miguel Ángel Barrera Fernández Institución del autor: ISMM ”Antonio Núñez Jiménez” Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013 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 Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO “Dr. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA DEPARTAMENTO DE METALURGIA Mecanismos de endurecimiento del acero AISI 1045 deformado por rodadura Tesis presentada en opción al Grado Científico de Doctor en Ciencias Técnicas Tomás Hernaldo Fernández Columbié Moa - 2011 �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO “Dr. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA DEPARTAMENTO DE METALURGIA Mecanismos de endurecimiento del acero AISI 1045 deformado por rodadura Tesis presentada en opción al Grado Científico de Doctor en Ciencias Técnicas M. Sc. Tomás Hernaldo Fernández Columbié Tutores: Prof. Tit., Lic. Rafael Quintana Puchol, Dr. C. Prof. Tit., Ing. Asdrúbal García Domínguez, Dr. C. Prof. Asist., Ing. Félix Morales Rodríguez, Dr. C. Moa - 2011 �TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN Pág 1 CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN 1.1. Introducción 1.2. Generalidades acerca del acero AISI 1045 1.2.1. Composición química del acero AISI 1045 8 8 10 1.3. Fundamentos de la deformación plástica superficial por rodillo 11 1.4. Mecanismos de deformación en el proceso de endurecimiento por compresión 15 1.5. Influencia de la textura cristalina en la deformación 16 1.6. Consideraciones acerca del proceso de deformación plástica 18 1.7. Comportamiento de las dislocaciones en la deformación 20 1.8. Fundamento de las tensiones y deformaciones en el proceso de deformación 22 1.8.1. Comportamiento del exponente de endurecimiento en aleaciones 26 1.8.2. Determinación de tensiones residuales 27 1.8.3. Medición de las tensiones residuales 29 1.8.4. Método gráfico para el análisis microestructural 30 1.9. Endurecimiento por deformación en frío 31 1.10. Conclusiones parciales del capítulo 1 32 CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1. Introducción 33 2.2. Caracterización del material a deformar plásticamente por rodillo 33 2.2.1. Análisis microestructural 34 2.3. Características de la herramienta para la deformación plástica por rodillo 35 2.4. Elaboración mecánica de las probetas para la deformación 36 2.5. Diseño de experimento para la deformación plástica por rodillo simple 36 �2.5.1. Fuerza ejercida por la herramienta deformante 39 2.5.2. Número de revoluciones por minutos del husillo 40 2.5.3. Avance de la herramienta 40 2.5.4. Dureza superficial 40 2.6. Metodología empleada para la deformación plástica superficial por rodillo 41 2.6.1. Estado de tensión en la zona de contacto con la superficie deformada 44 2.7. Preparación de las probetas para el ensayo de tracción 48 2.8. Determinación de las tensiones en muestras deformadas y traccionadas 50 2.8. Ensayo de microdureza 51 2.8.1. Preparación metalográfica de la probeta 51 2.8.2. Desbaste y pulido 2.9. Medición de las tensiones 51 52 2.9.1. Determinación de las tensiones residuales de primer y segundo género 52 2.9.2. Determinación de las macro y microdeformaciones 53 2.9.3. Método difractométrico 55 2.9.4. Evaluación de microdeformaciones 55 2.9.5. Comportamiento de la deformación 59 2.10. Procesamiento estadístico de los datos 60 2.10.1. Determinación de los coeficientes de regresión 60 �2.10.2. Cálculo de la varianza 60 2.11. Conclusiones parciales del capítulo 2 62 CAPÍTULO 3. RESULTADOS EXPERIMENTALES Y SU DISCUSIÓN 3.1. Introducción 63 3.2. Regímenes para la elaboración mecánica de las probetas 63 3.3. Parámetros de deformación plástica superficial por rodillo 63 3.3.1. Tensiones de proporcionalidad en la zona de contacto 63 3.3.2. Profundidad de la capa endurecida 65 3.3.3. Tensiones máximas de contacto 65 3.3.4. Tensiones máximas por contacto y por aplastamiento 66 3.3.5. Estado de tensión en la zona de contacto con la superficie deformada 67 3.3.6. Análisis del ángulo de contacto en el proceso de deformación con rodillo 68 3.3.7. Análisis de las tensiones normales 68 3.3.8. Análisis del movimiento por cicloide de los ejes z e y 69 3.3.9. Análisis de las deformaciones por cicloide 71 3.4. Determinación de la relación tensión – deformación del acero AISI 1045 73 3.4.1. Comportamiento del coeficiente de endurecimiento 74 3.4.2. Determinación del exponente de endurecimiento 75 3.5. Comportamiento microestructural del material deformado y traccionado 76 3.6. Análisis microestructural del AISI 1045 deformado por rodadura 80 3.7. Análisis de las tensiones por difracción de rayos x 82 3.7.1. Comportamiento de las macro y microdeformaciones 82 3.7.2. Análisis de la distancia interplanar no tensionada 83 3.7.3. Análisis de la distancia interplanar tensionada 84 �3.7.4. Determinación de la anchura a media altura 85 3.7.5. Comportamiento del dominio cristalito 87 3.7.6. Comportamiento de la deformación 88 3.7.7. Análisis de la deformación media de la red 90 3.8. Análisis del diseño de experimentos 91 3.8.1. Comportamiento de la dureza con relación a la fuerza 91 3.8.2. Comportamiento de la dureza con relación al número de revoluciones 92 3.8.3. Comportamiento de la dureza con relación al avance 93 3.8.4. Análisis de varianza 94 3.8.5. Análisis de los criterios 95 3.8.6. Comportamiento de las variables del experimento 96 3.9. Efectos en el orden social y ambiental 96 3.10. Determinación del efecto económico 97 3.10.1. Costo de la pieza endurecida por deformación plástica superficial 97 3.10.2. Costo de la pieza con tratamiento térmico de alta frecuencia 97 3.11. Aporte en la dimensión ambiental 3.12. Conclusiones parciales del capítulo 3 CONCLUSIONES GENERALES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS LISTADO DE SÍMBOLOS ANEXOS 98 100 �SÍNTESIS El trabajo consiste en una investigación sobre la influencia generada por un rodillo en la deformación plástica superficial del acero AISI 1045 para determinar las regularidades de su comportamiento mecánico y microestructural, obtenido a través del ensayo    , en muestras deformada por rodadura y luego traccionadas, se define un nuevo coeficiente de endurecimiento para el proceso, así como los parámetros de deformación a partir del movimiento por cicloide (φk, ZM, hp, rp, Z, y Zk). Con el empleo del método de Willianson – Hall (sen2ψ) y difractométrico se determinó las macro y microdeformaciones; la deformación reticular del parámetro de red a; el tamaño de las cristalitas; los esfuerzos en la red cristalina y la reducción del tamaño promedio de los granos, lo que permitió establecer los mecanismos de endurecimiento del acero AISI 1045, deformado por rodadura. Se obtienen modelos lineales, estadísticamente significativos, que muestran una tendencia creciente de las propiedades mecánicas y metalúrgicas en la misma medida en que se incrementan las variables independientes del proceso de experimentación (nr, P, S), que están relacionadas con los parámetros de número de revoluciones por minuto, fuerza y avance de la herramienta, para lograr la dureza deseada en la aleación. Finalmente se describe el procedimiento tecnológico que permite obtener un importante efecto económico, social y ambiental. �INTRODUCCIÓN La utilización oportuna de nuevas tecnologías en la industria de construcción de maquinaria y el empleo de los procesos de mecanización, han permitido la fabricación de artículos con una construcción de mayor complejidad, mayores exigencias en las condiciones de su explotación (cargas, velocidades, temperatura), para obtener de ellos una larga vida útil y fiabilidad en su funcionamiento, por lo que se hace necesario el desarrollo de tecnologías que permitan más ahorro de recursos, mayor productividad, menos gastos de energía y de reducir la contaminación ambiental. La problemática de la vida útil y la fiabilidad de los elementos en funcionamiento, están relacionados con el estudio de las leyes y mecanismos del desgaste que sufre durante los períodos de explotación y así poder recomendar una estructura adecuada y tratamiento en cuanto al material. A la hora de elegir dichos materiales se deben considerar las exigencias económicas, tecnológicas, de explotación e higiénicas, y así lograr un incremento en la vida útil de los órganos de máquinas. Las pérdidas por desgaste afectan también la productividad de la industria. Puede tener su efecto de diversas formas, la primera es la diferencia en calidad por la durabilidad de los productos nacionales, referida a los importados. La segunda está relacionada con los cuantiosos costos de mantenimiento que se necesitarían ante productos de severo desgaste y poca vida de trabajo. En las industrias: minera, de construcción, sidero – mecánica, agricultura y de transporte, se utilizan una gran parte de piezas usando aleaciones ferrosas hipoeutecoides, del conjunto de aceros de alta resistencia, que reciben termomejoramiento (AISI 1030; 1035; 1040; 1045; 1050; 1055), por ejemplo el acero AISI 1045, debido a las altas propiedades mecánicas que posee al ser sometido a tratamiento térmico. Las propiedades �físico – mecánicas, obtenidas por los métodos considerados anteriormente, aún son insuficientes para lograr un nivel de fiabilidad en esta aleación. Sin embargo, existe una relación de casos de considerable importancia en la industria moderna donde es una necesidad imperiosa la utilización de otros métodos de endurecimiento, como los que se basan en la deformación plástica y dentro de ellos, la que emplea un rodillo como elemento deformante, que es capaz de obtener en la superficie de contacto de los materiales excelentes propiedades físico – mecánicas con el mínimo de costos y con menor contaminación del medio ambiente (Díaz, 2006). Situación problémica En las labores mineras de la industria cubana del níquel y de la construcción, se emplean equipos pesados para el movimiento de tierra, extracción, carga, transporte y preparación mecánica de los minerales y materiales de construcción, que serán destinados a un proceso tecnológico posterior. Una de las averías de mayor frecuencia en estos equipos es el desgaste de los pasadores de las orugas de los tractores, grúas, articulaciones de diferentes mecanismos de volteo, giro, que son fabricados de acero AISI 1045. Estas averías provocan fallas por desgaste superficial o afectan la función del componente. Los principales equipos afectados por estas causas en la industria minera cubana son los Komatsu D 85 P – 21, excavadoras, trituradores de rodillos de la empresa “Comandante Ernesto Che Guevara”; “René Ramos Latour”; “Pedro Sotto Alba” y “Antonio Sánchez Díaz “Pinares”. Las fallas en estos elementos de máquinas, a pesar de estar tratados térmicamente, son debidas al desgaste abrasivo – adhesivo; corrosivo – erosivo, en la superficie de contacto de los mismos (Ott et al., 2000; Alcántara et al., 2008(a) y 2008(b)). Estas deformaciones mecánicas son causadas por la insuficiente respuesta del material, �cuya estructura interna no ha alcanzado una adecuada organización de fases que permita las propiedades físicas, mecánicas y tecnológicas necesarias. El trabajo al que están sometidas las piezas está caracterizado por parámetros y propiedades del entorno que no pueden ser tratados y difícilmente se logran atenuar. Por tanto se está ante una situación en que solamente se tienen dos variantes de solución: 1. La sustitución del material por uno adecuado, pero de mayor costo en el mercado internacional. 2. La utilización de un material de menor costo y que mediante una adecuada selección de procesos metalúrgicos se alcancen variaciones físicas metalúrgicas en su interior que permitan obtener una vida útil prolongada. Problema científico El estudio del comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas, la macro y microdeformación, y en general, las características del mecanismo que provoca el endurecimiento en el acero AISI 1045 cuando es sometido a proceso de deformación plástica en frío por rodadura aún es insuficiente. Objeto de la investigación La metalurgia física de los aceros de medio contenido de carbono. Estructura interna y variaciones durante la deformación plástica. Objetivo general Establecer el comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas y la macro y microdeformación del acero AISI 1045 cuando es sometido a proceso de deformación plástica en frío por rodadura, así como las características del mecanismo que provoca su endurecimiento. �Objetivos específicos 1. Definir las regularidades del comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas, la macro y microdeformación superficial de piezas simétricas rotativas fabricadas de acero AISI 1045 sometidas a cargas de rodadura. 2. Establecer el procedimiento metodológico para determinar el estado tensional y las variaciones macro y microestructurales del acero AISI 1045, deformado por rodadura. 3. Establecer a partir de las regularidades obtenidas, como: comportamiento microstructural, deformación reticular, tamaño de cristalitas y la macro y microdeformación, el mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045 en las referidas condiciones. Campo de acción Determinación del mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045, con base al estudio de las regularidades del comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas y la macro y microdeformación, cuando es sometido a un proceso de aplicación de tensiones superficiales por rodadura en frío. Hipótesis Si se determinan las regularidades del comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas y la maco y microdeformación del acero AISI 1045 sometido a un proceso de aplicación de tensiones superficiales por rodadura en frío, se podrán conocer las características metalúrgicas del mecanismo de deformación superficial de este acero y controlar por tanto, las propiedades mecánicas para su aplicación en piezas sometidas a condiciones severas de trabajo en la industria minera. �Tareas 1. Establecimiento del estado del arte y sistematización de los conocimientos y teorías relacionadas con las variaciones del proceso de deformación plástica. 2. Planificación, diseño y realización de experimentos. 3. Análisis de resultados y obtención de las regularidades del estado tensional provocado por las deformaciones reticulares y las macro y microdeformaciones del acero AISI 1045, deformado por rodadura en frío. 4. Fundamentación del proceso metalúrgico físico que conduce al mecanismo de endurecimiento en frío del acero AISI 1045, cuando es sometido a cargas de rodadura, generadas por un rodillo, así como la validación de los resultados. 5. Planteamiento de los efectos económicos, sociales y ambientales del proceso de deformación en frío por rodillo. Novedades científicas 1. Determinación de la relación tensión – deformación del acero AISI 1045 sometido a deformación superficial por rodadura en frío y su comparación con el mismo acero, sometido a deformación plástica plana simple. 2. Determinación de las variaciones metalúrgicas en el comportamiento microestructural del acero AISI 1045, deformado mediante el empleo de rodillo simple como consecuencia de las tensiones de primer y segundo género en la estructura. 3. Establecimiento del mecanismo que provoca el endurecimiento en frío del acero AISI 1045, sometido a deformación plástica por rodadura. Aporte científico tecnológico del trabajo Se obtienen las ecuaciones que describen el comportamiento de la deformación plástica superficial por rodillo en piezas simétricas rotativas, que permiten determinar su estado �tensional, cuando es sometido a esfuerzo de compresión y su influencia sobre la estructura y propiedades mecánico tribológicas. Aportes metodológicos del trabajo  Las conclusiones teóricas acerca de las regularidades del comportamiento físico metalúrgico y del mecanismo de endurecimiento en frío mediante rodillo simple del acero AISI 1045, permiten establecer metodologías precisas de aplicación a casos concretos de piezas sometidas a condiciones severas de trabajo en las industrias Metalúrgica, Mecánica y en especial para la Minería.  La caracterización de los parámetros del proceso de endurecimiento y la vinculación del estudio metalúrgico de las variaciones de la estructura interna del material, con base al proceso de elaboración mecánica para responder a las exigencias de explotación de las piezas, como referencia metodológica para futuros trabajos investigativos. En el desarrollo de la investigación se utilizaron métodos, los cuales se dividen en dos grandes grupos: teóricos y empíricos Los métodos teóricos permitieron estudiar las tendencias actuales relacionadas con el proceso de deformación plástica empleando rodillo simple, facilitaron la construcción de los modelos e hipótesis de la investigación, crearon las condiciones para, además de tener en cuenta las características fenomenológicas y superficiales, contribuir al desarrollo de las teorías científicas. Dentro de los métodos teóricos los más empleados fueron  Análisis y síntesis: división y unión abstracta de las variables empleadas en el trabajo, el comportamiento microestructural y las tensiones residuales del acero AISI 1045. deformado por rodillo simple en sus relaciones y componentes para �facilitar su estudio.  Inducción y deducción: la inducción permitió arribar a proposiciones generales a partir de hechos aislados y la deducción posibilitó, a partir del estudio de conocimientos generales de los métodos de cálculo de resistencia de materiales, inferir particularidades para un razonamiento lógico.  Los métodos históricos: posibilitaron el estudio detallado de los antecedentes, causas y condiciones históricas en que surgió el problema.  Los métodos lógicos: se basaron en el estudio histórico del fenómeno de la deformación plástica por rodillo, en objetos de la ingeniería mecánica y metalúrgica.  La modelación: se crearon abstracciones para representar la realidad compleja del fenómeno de deformación plástica empleando rodillo. Los métodos empíricos: explican las características observables y presuponen determinadas operaciones prácticas, tanto con los objetivos, como con los medios materiales del conocimiento utilizado. Estos métodos se expresan a través de las técnicas de la observación, documentación, la comunicación personal e impersonal y la experimentación. �CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN 1.1. Introducción En muchas de las industrias cubanas (básica, del azúcar, sidero – mecánica, de la construcción) gran parte de los agregados y accesorios de maquinarias y equipos se fabrican de acero AISI 1045 por la propiedad que tiene el mismo de incrementar su dureza al ser tratado térmicamente. El acero AISI 1045 es considerado en la práctica industrial como la aleación que combina elevada tenacidad – ductilidad con una gran capacidad de endurecimiento por deformación y resistencia al desgaste (Caubet, 1971). En el presente capítulo se establece como objetivo el análisis de las bibliografías existentes, que permitan definir el estado del arte relacionado con el comportamiento de las micro y macrotensiones del proceso de deformación plástica del acero AISI 1045, deformado por rodadura. 1.2. Generalidades acerca del acero AISI 1045 La característica más sobresaliente del acero es su versatilidad, ya que sus propiedades pueden ser controladas y modificadas con el fin de satisfacer los requerimientos de servicio. La aleación AISI 1045 contiene entre el 0,5 % y 0,6 % de carbono, lo que posibilita que al someter a proceso de compresión, conduce a un nuevo estado estructural y brinda nuevas propiedades (Guliaev, 1983; DeLitizia, 1984), posee alta resistencia, plasticidad y viscosidad, en combinación con excelentes propiedades de ingeniería, presenta una fácil maquinabilidad, se elabora fácilmente por presión (laminado, forjado, estampado) o por corte y baja tendencia a las deformaciones y a la formación de grietas durante el temple, alcanzando magnitudes de dureza de 56 a 58 HRC (Lajtin, 1973 y Prevey, 2001), es un material adecuado para ejes, árboles, pasadores, tornillos (Bengton, 1991 y Várela, 2003). �Los autores Caubet (1971); Guliaev (1983); Ermini (2000) y Wang (2002), afirman que esta aleación, en las condiciones de rozamiento, acompañado de grandes presiones, tiene una adecuada resistencia al desgaste abrasivo, permite deformación en frío y posee alta tenacidad y plasticidad, durante el proceso de endurecimiento va acompañado de la deformación plástica del material, trayendo consigo un incremento en la fatiga residual compresiva interna y un considerable aumento en la dureza de la superficie. Presenta una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), cuyo índice de Miller es (111) componente principal. Tiene planos que conforman tres familias: {110}; {112} y {123}, a estas tres familias se añade el plano de la cara {100} de cierta compacidad, ya que contempla los planos (100) + (010) + (001) + (100) + (010) + (001). Teniendo en cuenta el número de planos de deslizamiento y las direcciones compactas que hay en ellos, se consiguen un total de 48 sistemas de deslizamiento. Aunque son difíciles de deformar, se deforman mejor que las hexagonales compactas. En el proceso de deformación interviene el plano (110) <111> (Callister, 1999 y Pero-Sanz, 2000). Anglada-Rivera et al. (2001) y Yamaura et al. (2001) coinciden en plantear que durante el proceso de deformación las líneas de deslizamiento individuales tienden a concentrarse en grupos para formar una banda de deslizamiento, después de que cierta cantidad de la misma se ha producido en el plano primario, los planos restantes empiezan a participar en la deformación. Durante esta última, el esfuerzo aumenta con rapidez a medida que se continúa deformando, las dislocaciones existentes se mueven y producen una microdeformación adicional a la deformación elástica; a un esfuerzo superior, comienzan a crearse dislocaciones adicionales, lo que se describe por el término “multiplicación de dislocaciones”. La deformación plástica aumenta entonces con rapidez al crecer el esfuerzo cortante. �1.2.1. Composición química del acero AISI 1045 La composición química promedio de la aleación AISI 1045 editada por Key to steel (2002), así como la designación establecida por la AISI – SAE; UNS; ASTM y la SAE, se muestra en la tabla 1.1. Tabla 1.1. Composición química estándar del acero AISI 1045 C Mn 0,45 % 0,65 % P ≤ 0,040 % S ≤ 0,050 % Si 0,35 % Fuente: Key to steel (2002). 1.2.1.1. Influencia de los elementos aleantes en los aceros Carbono: ingrediente fundamental en el acero, ejerce una gran influencia sobre las propiedades físicas y mecánicas del acero. Eleva su resistencia, dureza y templabilidad. El aumento del carbono en el acero para el conformado por rodadura eleva de forma creciente su resistencia al desgaste (Skalki; Ronda, 1988). Manganeso: aporta elevada resistencia en el proceso de fricción, incremento de la resistencia mecánica, resistencia a la tracción y resistencia a la elongación relativa y a la capacidad de endurecimiento en frío (Manganese Centre, 1998 y Caraballo, 2004). Fósforo: se encuentra siempre disuelto en los granos de ferrita, a los que comunica gran fragilidad. Es un elemento perjudicial porque reduce considerablemente la tenacidad y origina fragilidad en frío (Tatsuya et al., 2004). Silicio: elemento reductor (desoxidante), al igual que el manganeso, eleva la resistencia, la elasticidad y la conductividad magnética del acero. Un elevado contenido de silicio en el acero dificulta la conformación del mismo (Chaparro, 2006). Molibdeno: disuelto en la ferrita intensifica la dureza y la tenacidad. Exceptuando al carbono, tiene el mayor efecto endurecedor y un alto grado de tenacidad, así como influye en el tamaño del grano durante la deformación en frío (Iuffe, 1994). �Las propiedades de la ferrita y la austenita aleadas varían en la medida que aumentan en ellas el contenido de estos elementos de aleación; el Mn; Si y Ni, incrementan la dureza y el límite de rotura de la ferrita, la austenita puede formar conjuntos intermetálicos. Belozerov et al. (2006), han demostrado la influencia de las propiedades del material en el proceso de deformación, la dureza, el endurecimiento por deformación, la ductilidad y la inestabilidad metalúrgica, al considerar que la resistencia a la deformación plástica determina el nivel de tensión del material deformado plásticamente. 1.3. Fundamentos de la deformación plástica superficial por rodillo La deformación plástica en frío es un método de endurecimiento de materiales que logra alta dureza; el aumento del grado de deformación está vinculado con la aparición del fenómeno de endurecimiento y a medida que la distorsión estructural en la celda unidad es mayor, son necesarias más tensiones para continuar deformando. El trabajo en frío aumenta la resistencia del material a la deformación (Altenberger, 2006). El procedimiento de endurecimiento por rodillo comenzó a emplearse en Alemania en los años 20 del pasado siglo y en la década siguiente fue introducido en los Estados Unidos para mejorar la resistencia al desgaste de los ejes de las ruedas de ferrocarril, de árboles, de resortes y depósitos de soldadura. En la década del 60 el proceso tuvo gran aceptación, fundamentalmente en la industria automotriz, convirtiéndose en un proceso de acabado por deformación plástica superficial muy popular (Hasegawa, 2001 y Ogburn, 2001). El procedimiento mejora las propiedades de la pieza, alta resistencia al desgaste de guías (Niberk, 1987 y Michael et al., 2002), aumento de la dureza (Loh et al., 1989), calidad de la superficie (Lee et al., 1992) y un incremento de la tensión residual en compresión (El Khabeery, 2003). Los parámetros que determinan la calidad superficial son: la presión, el avance de la herramienta, el material del rodillo y el de pieza y el número de pasadas, sin �embargo, en las citadas bibliografías no determinan el comportamiento de las macro y microtensiones durante el proceso. En Cuba se conocen reportes de estudios sobre la deformación plástica por rodadura desde hace aproximadamente 35 años, siendo los inicios en el Departamento de Construcción de Maquinaria de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Oriente. En el Departamento de Procesos Tecnológicos de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Central de Las Villas se acometieron las primeras acciones hace 30 años (Díaz, 2006). Los reportes más actuales sobre el tema se desarrollaron por Díaz (2006), donde se implementa un procedimiento metodológico para la elaboración de piezas por bruñido con rodillo simple, se emplearon indistintamente parámetros como fuerzas de 1 000; 1 500 y 2 000 N, número de pasadas de tres a cinco, avance de la herramienta de 0,066; 0,147 y 0,228 mm/rev y diámetro del rodillo de 41 mm, para evaluar la dureza, la rugosidad superficial y la profundidad de la capa endurecida. En el trabajo realizado por Díaz (2006) no se considera el comportamiento microestructural del acero cuando es sometido al proceso de deformación plástica por rodillo y tampoco se establece el mecanismo de deformación que origina el endurecimiento de la aleación. Al estudiar el acero AISI 1045, Boada et al. (2003); Díaz y Boada (2004); Díaz y Robert (2005) consideran que el rodilado es un tipo de tratamiento por deformación plástica superficial en frío utilizado internacionalmente, la aplicación del mismo es simple y no requiere de una inversión capital para su realización. En su trabajo, Rose (2003) se refiere a que la deformación por rodillo es un proceso de elaboración en frío de la superficie de una pieza, la pequeña deformación plástica superficial originada por la operación consiste en el desplazamiento del material de los picos o crestas a los valles o depresiones de las microirregularidades superficiales, afirma �que el flujo ocurre bajo una fuerza controlada del rodillo que excede el punto de fluencia del material de la superficie de la pieza no endurecida, creándose capas consolidadas (figura 1.1) que provocan el aumento de las propiedades funcionales. Por otro lado, Gabb et al. (2002) indica que el proceso debe aplicarse preferentemente después del torneado. Figura. 1.1. Capas durante la deformación plástica superficial. (Fuente Smelyanki et al., 1990). Donde: S– avance de la herramienta; mm/rev C– superficie inferior del rodillo; mm x– fuerza radial en el sentido del avance del rodillo; MPa T– capa sin deformar delante del rodillo; μm Rper – perfil del radio del rodillo, mm En la figura 1.1 se distinguen tres zonas características, una delante del rodillo, sin deformación aún, la que está directamente en contacto con el rodillo y una posterior, fuera del contacto del rodillo. El grado de deformación es mayor en la cúspide de la onda deformacional y según se acerca al punto más bajo del elemento, se disminuye, o sea, que bajo el rodillo la magnitud es insignificante. A medida que un material se va deformando, plantea Schijve (2004), sufre transformaciones internas y redistribuciones de tensiones que pueden producir agrietamientos o malformaciones que invaliden el producto final. �Indican Gleiter (1973); Hasegawa (2001); Pacana y Korzynski (2002), que en todos los casos de deformación plástica es necesario aplicar unas solicitaciones o esfuerzos suficientes que permitan sobrepasar el límite de fluencia y se inicie el flujo plástico del material, que configure el producto deseado. Bower y Johnson (1989), basándose en el mecanismo de contacto de los cuerpos sólidos, comentan que la presión de contacto está representada por una serie de cargas puntuales que actúan en cada nodo de la superficie, pero que la deflexión en cualquier punto del modelo puede ser determinada mediante la superposición de las deflexiones causadas por cada carga discreta. Se ha referido, en el trabajo de Korotsiche (1989), que las tensiones mecánicas ejercidas sobre la zona de la superficie de la pieza durante el rodilado conducen a una modificación sostenida del estado de tensión residual y que los procesos por deformación plástica superficial se seleccionan en dependencia de las dimensiones, la configuración geométrica, el material de la pieza a tratar y las condiciones de producción. Existen tres aspectos que definen el proceso de deformación: el mecánico, que se caracteriza por los esfuerzos aplicados; el metalúrgico, que está determinado por las transformaciones microestructurales inherentes a la tensión y a la temperatura y el tecnológico, en el que se tienen en cuenta aspectos tales como los económicos, los derivados de su utilidad real y los que afectan al impacto medioambiental que pueden producir los distintos tipos de deformaciones. El empleo de procedimientos tecnológicos para el endurecimiento del acero AISI 1045 ha sido estudiado en trabajos preliminares llevados a cabo por Mallo (1987); Boada et al. (2003) y Díaz (2006). En ninguno de los casos se ha intentado explicar las regularidades del comportamiento de las micro y macrotensiones de la aleación. Los reportes referidos al �comportamiento mecánico y funcional del acero, cuando es sometido al proceso de deformación plástica generada por un rodillo y la fundamentación del comportamiento microestructural del material, en las referidas condiciones, aparecen en Fernández y colaboradores (Fernández et al., 2008a; 2008b, 2008c; 2009a, 2009b y 2010). 1.4. Mecanismos de deformación en el proceso de endurecimiento por compresión Los materiales poseen irregularidades o defectos en la estructura cristalina, estas imperfecciones se pueden clasificar como defectos puntuales y defectos lineales. Existen varios mecanismos de deformación posibles, que pueden ser clasificados en dos grandes grupos: primarios y secundarios (Tubielewicz et al., 2000). Los mecanismos o modos primarios de deformación son aquellos en los que se preserva la continuidad de la red cristalina. Eso no quiere decir que todos los enlaces se mantengan sin cambios, eso es imposible cuando existe deformación permanente. Los mecanismos de endurecimiento en aleaciones tienen como función restringir o dificultar el movimiento de las dislocaciones, por lo que las aleaciones serán más resistentes, así la resistencia de una aleación puede considerarse como la suma de las distintas aportaciones realizadas por distintos mecanismos de endurecimiento (Smelyanky y Blumenstein, 2001). Según Smith (1993); Askeland (1985); Callister (1999) y Pero-Sanz (2000), los modos primarios de deformación se subdividen en dos tipos: traslación y difusión. Los mecanismos por traslación son el maclado y el deslizamiento intracristalino. Los mecanismos de difusión son los llamados creep de Nabarro-Herring y creep de Coble y pueden incluirse dentro de ellos los mecanismos denominados de disolución y cristalización. Los mecanismos o modos secundarios de deformación son los que introducen discontinuidades en la red cristalina, es decir, que ésta resulta parcialmente destruida. �Según el estado de esfuerzo, Lubriner (1986) y Park et al. (2008), consideran que en la teoría de las dislocaciones, la energía de núcleos de dislocación en cristales centrados en el cuerpo a baja temperatura resulta del movimiento de dislocaciones por deslizamiento bajo la acción de la tensión aplicada. El mecanismo de deformación, Park et al. (2008) y Moreno (2005), se define como deslizamiento cristalográfico y consiste en el deslizamiento de un plano de átomos sobre otro; para que se produzca dicho deslizamiento, la tensión de cortadura sobre dicho plano deberá alcanzar una estado crítico, correspondiente a la magnitud de la tensión de cortadura máxima y que se traduce como resistencia al deslizamiento. 1.5. Influencia de la textura cristalina en la deformación Plantean Niberk (1987) y Michael et al. (2002), que el concepto de textura recoge la orientación preferencial de determinadas direcciones cristalográficas, orientadas hacia el eje de aplicación del esfuerzo, la cualidad de la orientación es función del tipo de estructura cristalina y de la conformación plástica efectuada, mientras que el grado de orientación, es función del grado de deformación alcanzado. Según Callister (1999); Pochettino y Sánchez (1999), en los cristales metálicos del sistema cúbico centrado en el cuerpo, la deformación comienza en unos planos de deslizamiento determinados que constituyen el sistema primario de deslizamiento, pero a medida que la deformación continúa, van apareciendo deformaciones en otros planos, constituyendo los sistemas secundario y terciario de deslizamientos. La capacidad de los cristales cúbicos de deformarse en más de un sistema guarda estrecha relación con la gran acritud que adquieren en la deformación, muy superior a la de los cristales hexagonales. Al analizar los sistemas cristalinos Kruschov (1957); Lin et al. (2001) y Ogburn (2001), confirman que las aleaciones simples de estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo �son más desgastadas que aquellas de estructura hexagonal compacta y estas últimas son menos endurecidas por deformación plástica, ya que poseen un solo plano simple de desplazamiento normalmente activo, mientras que las cúbicas tienen una gran cantidad de planos equivalentes, multiplican el deslizamiento y las altas concentraciones de dislocaciones y por tanto, un alto trabajo de endurecimiento incrementado en el material por la deformación plástica en la superficie. En consideración con las direcciones cristalográficas, El Axir y Serage (1988), indican que en la deformación de policristales, el plano de deslizamiento gira a medida que la deformación se lleva a cabo, la deformación de los policristales también resulta de la rotación de planos y ejes, debido a la interacción con los granos adjuntos, las rotaciones son muy complejas y los alineamientos de los granos con respecto al eje y al plano de deformación son empíricamente determinadas, estas alineaciones son llamadas texturas cristalográficas. Las alineaciones que son debidas a la deformación, son llamadas texturas de deformación, surgen texturas cuando la deformación del material es muy grande. Analizan Inal et al. (2005) y Alcántara et al. (2008a), que al someter una aleación con estructura cúbica a la acción de cargas que sobrepasen el límite de fluencia, después de eliminarlas, persistirá la deformación, si se vuelve a situar al material bajo la acción de cargas, su actitud para la deformación plástica habrá disminuido y el límite de fluencia se elevará; significa que la aleación se ha endurecido por acritud. 1.6. Consideraciones acerca del proceso de deformación plástica El endurecimiento de una aleación se pone de manifiesto tanto mecánica, como microestructuralmente. Desde el punto de vista mecánico ocurre un aumento en la resistencia del material durante la deformación irreversible, cuando la tensión aplicada supera su límite elástico, y tiene como consecuencia el aumento de la dureza. A nivel �microestructural se manifiesta en un aumento de la densidad de las dislocaciones, activando las fuentes que generan dislocaciones del tipo Frank–Red y la formación de celdas de subgranos. Los estudios sobre la microestructura resultante de la deformación, de Gourdet y Montheillet (2000), sobre aluminio y Belyakov et al. (1998), sobre acero ferrítico, han mostrado que se trata de formación de nuevos granos, con mecanismos diferentes de deformación dinámica continua. Las bandas de cizalladura que se forman como consecuencia de la heterogeneidad de la deformación, debida a la inestabilidad durante el proceso de deformación, también son un sitio de nucleación para muchos materiales, cobre y su aleaciones Adcock (1922); aluminio Hjelen et al. (1991) y acero Ushioda et al. (2000). Los mecanismos de nucleación en las bandas de cizalladura no parecen ser claros y la orientación de los nuevos granos depende de cada material, según Humphreys y Hatherly (1995). Nes (1998) concluye que la evolución de la subestructura durante la deformación plástica depende de tres parámetros fundamentales que son las que controlan el proceso de las dislocaciones; el primero es la probabilidad de que una dislocación móvil pueda detenerse por la subestructuras que se forman en el interior de las celdas, en los bordes de celdas preexistentes y en los bordes de las nuevas celdas; el segundo es establecer un sistema de compatibilidad capaz de cuantificar las dislocaciones almacenadas en un determinado parámetro de deformación y el tercero es dar una descripción analítica sobre la distribución de dislocaciones, incluyendo las que se forman en las estructuras de las celdas. La etapa de endurecimiento por deformación siempre está relacionada con la evolución de la densidad de dislocaciones durante el proceso de deformación, parámetro fundamental de esta etapa. Mecking y Kocks et al. (1991) proponen un modelo de parámetro único, cuyo objetivo es calcular la tensión de fluencia a través de la variación de la densidad de �dislocaciones durante el proceso de deformación, sin embargo, el modelo de Estrin y Mecking (1984), similar al primero y que fue desarrollado años más tarde, distingue entre dos tipos de dislocaciones, la densidad de dislocaciones móviles y de dislocaciones inmóviles. Montheillet (2000) en su modelo de apilamiento de granos se basa en el aumento del área libre de dislocación a la hora de la migración de un borde de grano y plantea que la deformación de grano puede conducir a un marcado cambio en la textura. Nes (1998) propone un modelo general con múltiples parámetros, que tiene en cuenta la influencia del tamaño de subgranos, la densidad de dislocaciones dentro del subgrano y la densidad de dislocaciones en los bordes de subgranos. Teniendo en cuenta que la variación de la densidad de dislocaciones es una consecuencia del balance entre las dislocaciones almacenadas y la hipótesis de que el recorrido medio de dislocaciones es una constante geométricamente impuesta, Bergström y Aronsson ( 1972) y Laasraoui y Jonas ( 1991), para una aleación de bajo contenido de carbono, Cabrera et al. (1997) para un acero microaleado de medio carbono 38 Mn SiVS5 y Caraballo (2004), sobre un acero Hadfield, explican que cuando un grano se deforma, conduce a un incremento del volumen de dislocaciones en la matriz. El trabajo en frío, según Moreno (2005), aumenta la cantidad de tensión necesaria para el deslizamiento, el hecho se puede relacionar con la teoría de la dislocación ya que la red cristalina deformada del material impide el movimiento de las dislocaciones y la dislocación bloqueada solamente puede desplazarse si se incrementa la tensión, de esta forma, una aleación endurecida por deformación se puede someter a tensiones mayores que el mismo material recocido antes de que ocurra la deformación, esto es fundamental en la consolidación de las aleaciones. �En el último caso, el efecto del trabajo en frío, superpuesto al efecto de endurecimiento de la fase sólida, Lebedko (1982); Kukielka (1989) y Dogan et al. (1997), da lugar a la obtención de una aleación más resistente que el que se podría producir por cualquier otro tratamiento. Las magnitudes de las tensiones en la red cristalina se verán influenciados por los parámetros de las cargas aplicadas al material y la velocidad de aplicación de dichas cargas, entre otros factores, que someten el enrejado cristalino a esfuerzos de tracción y compresión, las cuales actuarán en el mismo sentido o en sentido contrario a las provocadas por los desplazamientos de los cristales, cuyos átomos constituyen barreras u obstáculos al movimiento de las dislocaciones (Callister, 1999; Pero-Sanz, 2000 y Key to steel, 2002). El afino del tamaño de grano es el único mecanismo que permite mejorar al mismo tiempo las propiedades de tenacidad y resistencia (Pickering y Gladman, 1963) y es por tanto un factor de vital importancia en la consecución de elevados grados de endurecimiento. 1.7. Comportamiento de las dislocaciones en la deformación Algunas dislocaciones existen antes de la deformación, pero la inmensa mayoría, son creadas durante la misma y además, muchas de ellas, al emigrar por dentro del cristal, acaban saliendo del mismo y desapareciendo. Estas dislocaciones se generan a partir de las que ya existían en el material a través del mecanismo de Frank-Read (Hoffman y Sachs, 1953 y Callister, 1999). Las paredes de dislocaciones formadas en los primeros instantes de la etapa de endurecimiento se convierten en subbordes de grano y rápidamente, conforme la deformación progresa, en límites de grano. Los bordes de granos de los sólidos cristalinos forman una compleja estructura, son defectos lineales que se corresponden con defectos en �la red cristalina que afectan a una fila de puntos de la red de Bravais; están definidos por el vector de Burgers (Hilpert y Wagner, 2000; Hu y Zhou, 2002). El conocimiento de los granos y sus contornos en materiales no es reciente, Ewing y Rosenhain (1899), plantearon que cada uno de los granos que aparecen en una superficie pulida y atacada era en realidad un monocristal. Ewing y Rosenhain (1900), propusieron una de las primeras teorías que procuró explicar sobre bordes de grano, mientras que Beck (1954); Pande (1987) y Burke (1990), fueron los precursores de la explicación del potencial termodinámico para el borde de grano, concluyeron que es una disminución de la energía asociada con la presencia de bordes de grano. Fueron Jeffries y Archer (1924), quienes afirmaron que la presencia de bordes de grano era una condición de mayor energía y que, por lo tanto, debería llevar a una condición de menor energía a la de un material policristalino. Los principales factores que influyen en la movilidad de los bordes de grano, como se observa en la figura 1.2, son la diferencia de orientación entre los granos (Gleiter, 1973 y Pero-Sanz, 2000), la presencia de átomos o impurezas (Aust, 1959 y Ungár et al., 2001), la presencia de partículas de segunda fase y la temperatura (Porter, 1981). Figura 1.2. Factores que influyen en la movilidad de los bordes de grano. (Fuente Callister, 1999). Según Pleiman (1985); Hassan (1997) y Hu y Zhou (2002), la velocidad a la que migra el borde de grano es el principal factor que controla esta cinética, la velocidad local de �migración depende de la energía, de la movilidad y de la curvatura local del borde de grano; tanto la energía como la movilidad del borde están afectadas por la desorientación entre granos vecinos (Radhakrishnan y Zacharia; 1995). Smith (1955) se basó en consideraciones topológicas y propuso que la velocidad de migración de los bordes de grano debe aumentar de forma inversamente proporcional a los radios de curvatura de los granos. La orientación de los nuevos granos es similar a la orientación de los granos de donde proceden, sobre todo con bajos grados de deformación. Bellier y Doherty (1977), que han sido capaces de determinar la orientación de los nuevos granos formados, han confirmado que cuando la reducción es menos del 20 %, la migración del límite de grano inducido por deformación es el mecanismo dominante. 1.8. Fundamento de las tensiones y deformaciones en el proceso de deformación Se denominan esfuerzos residuales o internos al estado de esfuerzos existentes en el volumen de un material en ausencia de una carga externa, incluyendo la gravedad, u otra fuente de esfuerzos, tal como un gradiente térmico (Masubuchi, 1980). Se distinguen tres clases de esfuerzos residuales de acuerdo con la distancia o rango sobre el cual pueden ser observados (James y Buck, 1980). La primera clase de esfuerzos residuales, denominados macroscópicos, son de naturaleza de largo alcance y se extienden sobre varios granos del material. La segunda clase de esfuerzos residuales son denominados micro esfuerzos estructurales, abarcan la distancia de un grano o parte de el y pueden presentarse entre fases diferentes y tener características físicas distintas. La tercera clase de esfuerzos residuales se presenta sobre varias distancias interatómicas dentro de un grano. Los esfuerzos residuales son siempre consecuencia de deformaciones elásticas o plásticas o ambas a la vez, no homogéneas sobre una escala macroscópica o microscópica (Macherauch y Kloos, 1986). �Las tensiones residuales en los materiales son causadas por la deformación de partes de la estructura cristalina interna del propio material. Para restaurar el retículo interno es necesaria la introducción de energía a la pieza (Korotsiche, 1989). La clasificación más aceptada de las tensiones residuales es dada por Davidenkov (1946), en la cual existen tres géneros de tensiones que se diferencian entre sí por el volumen donde se equilibran. 1. Tensiones de primer género (macroscópicas, zonales o tecnológicas): se equilibran en el volumen de todo el cuerpo. Estas tensiones están orientadas en correspondencia con la forma del artículo. En presencia de ellas, la separación de cualquier parte de la pieza conduce a la ruptura del equilibrio entre el resto de las partes, lo que en muchos casos provoca deformaciones (alabeos y distorsiones), además, pueden ser perjudiciales las de tracción o beneficiosas generalmente las de compresión (Lajtin, 1985 y Pero-Sanz, 2000). 2. Tensiones de segundo género (microscópicas o cristalíticas): se equilibran en el volumen de algunos cristales o bloques. Estas tensiones pueden o no estar orientadas en dirección al esfuerzo que produjo la deformación plástica, llamadas también microtensiones (Lajtin, 1985; Alfonso, 1995; Alfonso y Martín, 2000 y Pero-Sanz, 2000). 3. Tensiones de tercer género (deformaciones estáticas de la red cristalina): se equilibran en los límites de pequeños grupos de cristalitas. En los materiales deformados ellas se equilibran en los grupos de átomos que se encuentran cercanos a la frontera de los granos, a los planos de deslizamiento. Las deformaciones pueden estar relacionadas con la presencia de dislocaciones. El desplazamiento de los átomos de las posiciones ideales puede surgir también en los cristales de las soluciones sólidas debido a la diferencia entre las dimensiones de los átomos y a la interrelación química entre los átomos del mismo género y de géneros �diferentes que componen la solución, son llamadas también submicroscópicas (Lajtin, 1985; Alfonso, 1995; Pero-Sanz, 2000; Alfonso y Martín, 2000). Alfonso (1995) y Martín (2002), consideran que el control de las tensiones de primer género tiene una gran importancia práctica, ya que permite elevar considerablemente la seguridad de las instalaciones, máquinas y mecanismos durante su explotación. Barret (1957); Cullity (1967); Han et al. (2002) y Buttle et al. (2004), consideran que la magnitud de la deformación plástica depende de la restricción a que es sometido el material deformado plásticamente por el material que lo rodea y que permanece en estado elástico, el nivel de tensión del material que no ha sido deformado plásticamente, lo caracterizan las tensiones residuales de primer género. La magnitud de las tensiones residuales, después de la deformación plástica, será un indicador del estado tensional de la pieza durante la primera etapa de la destrucción, denominada período de iniciación de la grieta (Key to steel, 2002). Boyle y Spence (1989) afirman que al examinar la deformación plástica y el endurecimiento por deformación en frío se puede observar que a cada magnitud de tensión le corresponde una determinada deformación, cualquier material bajo la acción de una tensión constante, puede en determinadas condiciones deformarse progresivamente con el tiempo, este fenómeno recibe el nombre de fluencia. Al analizar la interacción de los puntos deformados por el proceso de la cicloide, Martynenko (2002), en consideración con la trayectoria del rodillo, se refiere a que, durante la operación de rodilado se genera un estado tensional volumétrico de compresión no uniforme, dado por la fuerza compresiva constante y por las reacciones de oposición del material ante la misma en las otras dos direcciones. �Pero-Sanz (1992) señala que en la teoría de la plasticidad se abordan los métodos de cálculo de tensiones y deformaciones en un cuerpo deformado, es necesario, como lo es también para la teoría de la elasticidad, establecer ecuaciones de equilibrio y compatibilidad y determinar las relaciones experimentales entre la tensión y la deformación. La relación entre la tensión y la deformación debe contener: las relaciones elásticas de tensión deformación, la condición de tensión para la cual comienza el flujo plástico y las relaciones plásticas de tensión deformación o el incremento de las mismas. Mazein et al. (2001), considera que las tensiones residuales (figura 1.3) y las deformaciones que aparecen en el proceso de elaboración, determinan en alto grado la exactitud de las piezas y la calidad de su capa superficial para elevar la efectividad en los procesos tecnológicos de la deformación plástica superficial, hace falta tener un modelo del estado tensión deformación que se forma como resultado de la elaboración. Figura 1.3. Tensiones residuales en el proceso de deformación. (Fuente: Mazein et al., 2001). Plantean Kuznezov et al. (1986) y Smith (2001), que para el estudio de la relación entre las tensiones y las deformaciones existen otros modelos que permiten caracterizar el comportamiento del material bajo determinadas condiciones tecnológicas. Dieter (1988) y Ossowska et al. (2002), definen que las tensiones residuales internas constituyen el sistema de tensiones que puede existir en un cuerpo cuando está libre de la acción de fuerzas externas y se producen cuando un cuerpo sufre una deformación plástica �no uniforme y el signo de la tensión residual producida por dicha deformación será opuesto al de la deformación plástica que la produjo. Dieter (1967) y Pero-Sanz (1992), señalan que en materiales estables, poco sensibles a la velocidad de deformación, como el acero, la curva real de tensión () deformación () conocida también como curva de fluencia y que solo es válido desde el comienzo en la zona de fluencia plástica o de estabilidad plástica hasta la carga máxima, es donde se inicia la estricción local. El modelo teórico de Hollomon (Hollomon, 1945), es apropiado para explicar este proceso y se expresa como: o  K  n (1.1) Donde: o - tensión correspondiente a la carga aplicada; MPa  - deformación del material; % K- coeficiente de endurecimiento por deformación en frío n- exponente de endurecimiento por deformación en frío 1.8.1. Comportamiento del exponente de endurecimiento en aleaciones La ecuación de Hollomon se define como el lugar geométrico de todos los estados posibles que puede alcanzar el límite de fluencia de una aleación mediante deformación plástica. En el trabajos de Norris et al, (1978) se estudiaron probetas de acero A 533 Grado B, Clase 1, extraídas de un material testigo reservado de un recipiente destinado a la industria nuclear, la probeta estudiada era ligeramente cónica, con un diámetro máximo de 12,83 mm, un diámetro mínimo de 12,7 mm y la longitud total de 53,34 mm. Los autores obtuvieron curvas de tensión axial media frente a la deformación logarítmica medida en el cuello. Lo mismo ha sido observado en otras aleaciones, Cabrera et al. (1997), en aceros al carbono y Tafzi y Prado (1999) en aceros ARMCO. Suárez (2007), calcula el valor de n �(igual aproximadamente a 0,5) para las aleaciones AISI 304 y AISI 304 H con un tamaño de grano similar a 20 μm, se demuestra la dependencia del parámetro n con la pureza del material y como aumenta el exponente de endurecimiento n al pasar de una aleación a otra. Para energías de activación diferente y valor de n igual a 0,75, Ryan y McQueen (1990) han encontrado un comportamiento parecido comparando dos aleaciones, el AISI 304 y el AISI 316. Torres et al. (2006) emplean la ecuación de Hollomon en tensión simple de un acero AISI 1040 y un cobre puro recocido, se estiman sus resistencias a la fluencia después de ser trabajadas en frío mediante laminación. Aparicio et al. (2007) presenta en su trabajo un estudio del comportamiento elastoplástico en tracción de láminas de acero ASTM A – 569 y cobre, se compararon curvas de esfuerzo-deformación, obtenidas experimentalmente, con las conocidas ecuaciones empíricas de Hollomon y Ramberg-Osgood, las deformaciones efectivas por trabajo en frío para el acero estuvieron comprendidas en el intervalo de 0,19 y 0,256, mientras que para el cobre se encontró entre 0,022 y 0,640. En varias aleaciones n toma valores desde 0,1 a 0,5 (Datsko, 1991). Por otro lado, se pudo determinar que en el trabajo de Altenberger (2006) se trabaja con aleaciones de Ti – 6 AI – 4 V; de AlSl 4140 y el AlSl 304, el autor determina la influencia de la tensión del 0,2 % y el rendimiento de la fuerza antes y después de un tratamiento de rodadura, así como el comportamiento de las tensiones a alto régimen a ciclo de fatiga, no se precisa en la fuente parámetros relacionados con el exponente de endurecimiento n. En las bibliografías consultadas no se consideran elementos que permitan establecer el exponente de endurecimiento de la aleación AISI 1045, después de ser deformadas por rodadura y luego traccionadas. �1.8.2. Determinación de tensiones residuales Los diagramas de difracción permiten solamente obtener una estimación de las tensiones residuales, debido a que sólo se pueden analizar los planos cristalinos difractantes paralelos a la superficie de la capa endurecida. Para efectuar una descripción completa de las tensiones residuales en cristales, se requiere entonces analizar los planos difractantes no paralelos a la superficie de la muestra, entonces se miden por rayos x los desplazamientos en el ángulo de difracción 2θ para distintas orientaciones en un ángulo ψ, que forma la normal a los planos con la normal a la muestra a partir de un estado biaxial de tensiones y conociendo las constantes elásticas del material, se determinan las tensiones por el método del sen 2  vs d  (Hauk y Macherauch, 1984 y Rocha et al., 2009). Rocha et al. (2009) consideran que el método únicamente puede usarse en capas policristalinas y no funciona correctamente cuando existen gradientes de tensiones o tensiones tangenciales que invalidan las aproximaciones realizadas, si en lugar de obtener una recta se obtiene una curva con oscilaciones quiere decir que la capa está texturada, por lo que al variar ψ, se hacen patente las anisotropías en el plano. También pueden obtenerse curvas diferentes para las ramas positiva y negativa, idealmente iguales. La desviación respecto del modelo se debe a la presencia de tensiones tangenciales, una curvatura al inicio de la recta significaría que existe un gradiente de tensiones en la dirección perpendicular al plano de la capa. �Cullity (1977); Prevey (2000); Sakai y Tamura (2000) reconocen que las macrotensiones son homogéneas a escala macroscópica al menos en una dimensión. Las microtensiones pueden existir incluso en ausencia de macrotensiones, son inhomogéneas a escala microscópica, pero aleatoriamente distribuidas a escala macroscópica, las microtensiones son causadas por macrotensiones debido a incompatibilidad elástica entre microdominios (granos cristalinos) y a deformaciones plásticas diferentes entre distintos microdominios, otras causas son: precipitados de fases cristalinas, recristalización de microdominios amorfos, inclusión de impurezas, implantación iónica, absorción de gases y corrosión. Cuando una capa está tensionada, los parámetros de red de la estructura cristalina están distorsionados respecto a los de la estructura libre de tensiones, en el caso más general, tensión y deformación son magnitudes tensoriales de segundo orden. 1.8.3. Medición de las tensiones residuales El equipo empleado basa su funcionamiento en la aplicación del método magnetoelástico para la medición de tensiones residuales en materiales ferromagnéticos. En un material ferromagnético isotrópico no tensionado, la aparición de un campo de tensiones mecánicas conduce a la aparición de una anisotropía en su permeabilidad magnética, donde se conservan los mismos ejes principales del tensor de tensiones, siendo la diferencia de sus valores principales con respecto al valor del estado no tensionado, proporcional al valor de la tensión aplicada (Cruz, 1996; Herrera y Cruz, 2005). El método se usa para evaluar algunos parámetros como el volumen del contenido de carbono (Saquet et al., 1999 y Hug et al., 2005), tamaño de grano (Bertotti y Montorsi, 1990 y Gatelier- Rothea et al., 1998), y la deformación plástica en el material (Krause et al., 1996 y Agustyniak, 1999), por otro lado Krause et al. (1996) reconocen que algunos parámetros del método magnetoelástico dependen de la deformación plástica. �Stefanita et al. (2000), ha estudiado la evolución de los parámetros magnetoelásticos con la tensión aplicada en la deformación elástica a la condición de deformación plástica y concluye que la influencia de la deformación plástica en las propiedades magnéticas de materiales es debido a dos mecanismos, al incremento en el número de defectos microestructurales por la imperfección del enrejado producidos por la dislocación y la formación de una textura cristalográfica con el desarrollo de un nuevo eje, fácil de aparecer en la magnetización cuando ocurren altos niveles de deformación. Adicionalmente Freddy et al. (2007) muestran la influencia de la deformación plástica en el perfil de los materiales empleando el método, la tensión aplicada debajo del límite elástico y los cambios con arreglo del dominio magnético, debido al efecto magnetoelástico en muestras de aleaciones AISI 4140 y AISI 5160, para la caracterización del perfil de dureza producido en un ensayo Jominy, por su parte Rodríguez et al. (2008) lo realizan en muestras planas de AISI/SAE 1045 y ASTM 36, deformadas por tensión. 1.8.4. Método gráfico para el análisis microestructural El primer método gráfico diseñado para el análisis de las propiedades microestructurales fue el de Williamson y Hall (Limura et al., 2003; Hauk y Macherauch, 1984 y Rocha et al., 2009). El método es muy sencillo y principalmente tiene un enfoque cualitativo, supone un comportamiento de tipo lineal al considerar que el ancho físico puro β, es la suma de las contribuciones por efecto de tamaño de cristalita y la microdeformación. Weertman (1992) y Yamaura et al. (2001), demostraron que los errores en el análisis de Williamson y Hall son pequeños, una fuente de error es la aproximación del método, según la cual se asume un perfil Lorentziano, tanto para las contribuciones de tamaño como de deformación, por otro lado Ramos et al. (2005); Herrmann et al. (2002) y Park et al. (2008) consideran que el método debe usarse cuantitativamente en capas texturadas. �En este campo, han sido numerosos los estudios introducidos con el empleo del método gráfico, Prevéy y Perry (1986), determinan las tensiones residuales radiales y axiales en un espécimen cilíndrico de acero AISI 1045 después de un proceso de mecanizado y electropulido, el espacio interplanar en el plano (211) está en el orden de los 0,11709 nm en la fase ferrítica del acero. En Prevey y Perry (1989), se realizó un estudio de difracción por rayos x empleando el método de sen2 ψ de un acero AISI 1045 endurecido por temple por indución donde se determinó la influencia del endurecimiento de las diferentes capas en las magnitudes de las tensiones de primer género (tanto normales como tangenciales), Prevéy (1991), en un acero 8 620 granallado, determina las tensiones residuales macroscópicas en función de la profundidad de penetración, desde el punto de vista de las mediciones de tensiones residuales, Sakai et al. (2004) mide el perfil de las tensiones en líneas de tuberías para los propósitos de mantenimiento. Sin embargo, en ninguno de estos trabajos se considera el comportamiento de las tensiones residuales y del método de sen2 ψ, para el análisis microestructural de muestras deformadas con rodillo, que permitan establecer el mecanismo de endurecimiento de la aleación AISI 1045. 1.9. Endurecimiento por deformación en frío Acritud es el aumento de dureza que adquiere una aleación por deformación en frío en dependencia de factores externos como la naturaleza del esfuerzo y velocidad de aplicación, pero sobre todo depende del grado de deformación que el material experimenta y de la estructura de la aleación (sistema cristalino, energía de defectos de apilamiento, tamaño de grano, pureza de la aleación), la acritud guarda relación con el sistema cristalino al que pertenece el material o aleación (Smelyanky et al., 1990). �Cuando la deformación alcanza un ciclo crítico por encima del límite de acritud, el material falla por fractura frágil, durante el proceso las tensiones producen deslizamiento en el interior de los granos cristalinos o ruptura de los mismos y crean tensiones de cizalladura, que alcanzan un período máximo en algún punto, donde aparecen deformaciones permanentes o fracturas, lugar a partir del cual se inicia el fallo (Lubriner, 1986; Álvarez et al., 2004 y Alcántara et al., 2008b). Según Pickering (1996); Callister (1999) y Pero-Sanz (2000), la deformación plástica en frío de un agregado policristalino por un proceso cualquiera de conformado: laminación, estirado, trefilado, embutición, compactado de polvo, plegado, enderezado, suele traducirse en una deformación permanente. Esta tiene lugar en el interior de los cristales con la acomodación de las juntas de los granos. La acritud es una propiedad característica del estado metálico que no presentan los polímeros ni los materiales cerámicos, el material resultará más duro en la medida que sea menor el espesor final, es decir, cuanto mayor haya sido la reducción en frío. 1.10. Conclusiones del capítulo 1 El análisis de las fuentes bibliográficas consultadas permite plantear que:  En las referencias consultadas no se muestran las regularidades del comportamiento de las propiedades metalúrgicas en correspondencia con la variación de las condiciones de aplicación de cargas compresivas, generadas por un rodillo, sobre la superficie de la aleación de medio contenido de carbono AISI 1045.  Las teorías científicas existentes sobre la deformación plástica superficial de acero de medio contenido de carbono como el AISI 1045, no resuelven el comportamiento del �efecto del tamaño de grano y comportamiento de las micro y macrotensiones, ni el mecanismo que provoca el endurecimiento cuando es sometido a un proceso de endurecimiento por rodadura.  Las tensiones residuales de primer y segundo género, caracterizan el nivel de tensionamiento del acero AISI 1045 deformado plásticamente y su determinación se puede realizar a partir de la difracción por rayos x, no obstante, las referencias consultadas no reportan la aplicación de esta técnica en la aleación AISI 1045 deformada por rodadura. �CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1. Introducción La deformación plástica superficial por rodillo, llamado acabado sin viruta, es un trabajo en frío en la superficie del material donde se aplica una fuerza que excede el límite de resistencia a la deformación de la aleación. Se realiza con una herramienta que contiene un rodillo en diámetros interiores y exteriores de piezas previamente maquinadas. En el capítulo se plantea como objetivo establecer la metodología para el proceso de deformación plástica, propuesta del diseño de experimento y los métodos para el análisis de las macro y microtensiones a través de la difracción por rayos x. 2.2. Caracterización del material a deformar plásticamente por rodillo El análisis químico del material, como se observa en la tabla 2.1, se realizó empleando un espectrómetro de masa cuántico, ESPECTROLAB 230, con electrodo de carbón bajo arco sumergido en atmósfera de argón, ubicado en el laboratorio del taller de fundición de la Empresa Mecánica del Níquel “Comandante Gustavo Machín Hoed de Beche”, Moa. Tabla 2.1. Composición química del acero AISI 1045 C Mn 0,46 % 0,65 % Ni Mo 0,40 % 0,10 % P 0,01 % Cu 0,16 % S Si Cr 0,019 % 0,25 % 0,40 % Co Al Fe 0,01 % 0,005 % 97,75 % �Los parámetros determinados se encuentran dentro de los establecidos para cada elemento, según la composición mostrada en la tabla 1.1 del epígrafe 1.2.1. En la tabla 2.2 la composición química de cada elemento. Tabla 2.2. Balance de masa en porciento de átomos y volumen del acero AISI 1045 % masa No de mole % átomo Fe ≈ 97,75 C Si Mn Cr Mo Ni ∑ 0,45 0,25 0,65 0,40 0,10 0,40 2,25 0,0375 0,0089 0,0118 0,0077 0,0010 0,0068 0,0737 1,7455 2,0614 0,4892 0,6486 0,4233 0,0550 0,3738 4,0513 95,7487 No de moles total 1, 8192 100,0000 % Para el proceso de deformación es más conveniente realizar el análisis en número de átomos y su volumen. En 100 átomos de la aleación hay 2 átomos de carbono; 0,5 átomos de silicio y 96 átomos de hierro. Como la celda del Fe es cúbica centrada en el cuerpo Fe-α (2 átomos de Fe), entonces a la celda están asociados 0,041 átomos de carbono, que es la unidad del conjunto de los elementos aleantes; el 0,081 es el resto de átomos de elementos. Es la diferencia en diámetros atómicos lo que va a permitir al elemento de átomo más pequeño difundir a través de la celda del otro elemento de mayor diámetro. Por lo antes expuesto se considera que al someter a compresión la superficie de la aleación por medio de rodillo, existen deformaciones reticulares en la estructura interna de la aleación AISI 1045, hay un nuevo acomodo de dichos átomos y nuevas relaciones de los parámetros de la celda unitaria, lo que incrementa la dureza. 2.2.1. Análisis microestructural Se empleó un microscopio óptico binocular marca NOVEL modelo NIM – 100, ubicado en el Laboratorio de Ciencia de los Materiales del ISMM de Moa, que está dotado de una cámara instalada el hardware IMI.VIDEOCAPTURE.exe (2006), que refleja la micrografía en el computador. Para observar las probetas, se nivelaron en un dispositivo con plastilina �(ASTM E 3 – 95; NC 10 – 55: 86 y NC 04 – 77: 86). La muestra de la figura 2.1, con dureza de HB 170 y un tamaño de grano 5 (ASTM E 112), se corresponde con la estructura metalográfica del centro de la muestra patrón del acero AISI 1045 deformado plásticamente. Figura 2.1. Estructura metalográfica ferrita - perlítica del acero AISI 1045 (200x). Los dos constituyentes de la microestructura (ferrita – perlita), al ser sometido a proceso de compresión, por las características propias de la ferrita de poseer una mayor ductibilidad que la perlita, provoca que el efecto de la fuerza aplicada conlleve a una deformación inicial, deformándose con facilidad, característico de aceros hipoeutectoides, como el AISI 1045, con el incremento de la fuerza, aumenta la densidad de las dislocaciones y de hecho, la deformación plástica con un mayor endurecimiento. Estructuralmente, la perlita es una mezcla mecánica formada por planos de ferrita más cementita secundaria, menos dúctil que la ferrita, por lo tanto el endurecimiento se obtiene con pequeñas magnitudes de fuerza, pues la misma aplicada durante más tiempo provocará una deformación plástica. La ferrita, respecto a la perlita, presenta mayor plasticidad y posibilidades de deformación al poseer menor cantidad de carbono. Según Taylor (1963), el endurecimiento de estos dos constituyentes proviene de las interacciones elásticas entre las dislocaciones, es un proceso que envuelve interacciones elásticas entre las dislocaciones que se mueven en un plano de deslizamiento, aquellas que interceptan dicho plano ilustran los bosques con una alta densidad de dislocaciones. �2.3. Características de la herramienta para la deformación plástica por rodillo El perfil del elemento deformante (rodillo) es fabricado de acero rápido (HSS), aceros aleados con cromo, de aleaciones duras o de carburo cementado y pulido (Odintsov, 1987; Cogsdill Tools, 2003; Elliot Tools, 2004 y Bright Burnishing, 2003). Debe poseer una alta dureza, entre 58 y 65 HRC y resistencia al desgaste. La forma del perfil de trabajo del rodillo influye marcadamente en los resultados obtenidos en el proceso de elaboración de la superficie (Bencere Products, 2005). El rodillo (1) (figura 2.2), tiene 50 mm de diámetro (Drod), es de acero AISI 5140, con una dureza de 65 HRC, un acabado Ra de 0, 5 μm y un radio en el perfil de dos milímetros. Se selecciona el tipo de rodillo, porque para el endurecimiento de este tipo de piezas, es necesario utilizar un radio de perfil pequeño, el cual permite obtener el mayor aumento de la dureza, con esfuerzos relativamente pequeños (Murthy y Kotiveerachari, 1981). El cuerpo de la herramienta (2), es una barra de sección rectangular, que permite instalarla en el portaherramienta de la máquina. Una vez instalada la herramienta, se ajusta el indicador de carátula (3) que tiene una precisión de 0, 005 µm y que admite determinar la fuerza que se transmite a la pieza a través del rodillo, la ranura (4) evita la rigidez del sistema y las vibraciones que pueden surgir durante la operación. Figura 2.2. Herramienta empleada en la deformación plástica superficial por rodillo. Se clasifica como herramienta de rodillo simple. Se selecciona porque sus características geométricas y constructivas ofrecen las magnitudes de fuerza que se necesitan en el �experimento, por lo fácil que resulta su adaptación a la máquina herramienta y por lo sencilla que resulta su calibración. La misma se adapta muy bien a las condiciones tecnológicas de los talleres del país que se caracterizan por producciones que pueden llegar a ser hasta seriadas, además de facilitar el tratamiento de piezas simétricas de revolución, ampliamente elaboradas en los talleres mecánicos. 2.4. Elaboración mecánica de las probetas para la deformación Se previó que el material, según estado de entrega, fuera laminado en caliente, no obstante a esta condición, le fue aplicado un tratamiento térmico de alivio de tensiones a 650 ºC, durante dos horas, con el objetivo de homogeneizar la estructura y eliminar la mayor cantidad de tensiones, propias del proceso de fabricación. Las operaciones de corte se realizaron según norma ASTM E 3 – 95, con el empleo de una segueta mecánica y constante régimen de enfriamiento y evitar que el calentamiento producido por la fricción durante el proceso, pudiera provocar transformaciones en la estructura por cambios de fase. Las probetas fueron normalizadas según norma ASTM E 646 – 00. Las dimensiones de las mismas aparecen en la figura 2.3. Figura 2.3. Muestra empleada en el proceso de deformación. Las muestras se sometieron a proceso de torneado, en condiciones de intensa evacuación del calor. Se empleó un torno 16 D 20 y una cuchilla de tornear con ángulo de posición principal υ = 45º, ángulo de incidencia principal α = 18º y ángulo de ataque γ = 0,15º, con sujeción mecánica Sandvik, código del vástago PSSN R 25 25 M 12, una plaquita SNMG 12 04 08 – PM de calidad 4025 (Coromant corokey, 1996). Se cilindraron entre plato y �punto, se tuvo en cuenta los siguientes regímenes de elaboración: número de revoluciones por minuto, avance de la herramienta y la profundidad de corte (Casillas, 1987). 2.5. Diseño de experimento para la deformación plástica por rodillo simple Es importante que el diseño sea lo más simple, pero además, existe el problema de que la investigación se debe conducir de forma tal que sea económica y eficiente, se debe hacer todo esfuerzo posible por lograr ahorro de tiempo, de dinero, de personal y de material experimental (Hendry et al., 1973; Hlavacek, 1978; Westerberg, 1980 y Chacín, 2000). Se escogió un diseño de experimento factorial completo (Gutiérrez y De la Vara, 2003), con tres variables y tres niveles. Este método de planificación estadística, establece el número de ensayos a realizar. La matriz de planificación de los experimentos se expone en la tabla 2.3. Tabla 2.3 Matriz de planificación de los experimentos Niveles (-1) (0) (+1) Ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Variables nr (rev/min) P (N) S (mm/rev) 27 500 0,075 54 1 500 0,125 110 2 500 0,25 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 -1 0 0 0 1 1 1 -1 -1 -1 0 0 0 1 1 -1 0 1 -1 0 1 -1 0 1 -1 0 1 -1 0 1 -1 0 Salidas H (HV) HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 �18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 0 0 0 1 1 1 1 -1 0 1 -1 0 1 -1 0 1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV1 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV2 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 HV3 Las probetas se someten a la acción de rodadura en diferentes condiciones, a fin de evaluar la influencia de aquellos factores que pudieran tener un efecto significativo. Teniendo en cuenta que no se dispone de elementos, que permitan fijar de antemano los parámetros de aquellas variables que definan la calidad del proceso, se propone realizar el tratamiento matemático de las variables involucradas en el endurecimiento por deformación, el cual está relacionado con el incremento de las tensiones requeridas para producir deslizamiento debido a una deformación plástica anterior, además está condicionado por los cambios metalúrgicos internos que ocurren en la aleación. El número de experimento cuando intervienen F factores con tres niveles cada uno (-1; Δ y + 1), se determina con un arreglo de la función exponencial: D = 3F Siendo D el número de experimentos y F el número de factores. Se analizará la influencia de tres factores, de aquí que F = 3, luego el número de experimentos sería: D = 33 = 27 experimentos. Al analizar el aspecto de la reproducción para decidir cuantas réplicas realizar en cada experimento, se tiene en cuenta que en los posibles modelos que pudieran obtenerse a partir de la matriz experimental, se consideran los que incluyen las relaciones lineales entre las variables y sus interacciones, por lo que sería necesario examinar el error experimental de cada variable y de sus interacciones, cosa que sólo puede hacerse si se tienen tres o más �réplicas (Xi), ya que con una réplica la media µ de los valores para un experimento coincide con el valor de la réplica y el error experimental ee  X i q  , donde q, el número de réplicas es nulo; con dos réplicas los resultados de la media y del error experimental pueden estar influenciados por una medición anómala y además la varianza J 2 (X  i  )2 q 1 ; tendría una dificultad semejante. Se consideró que la validación de las normas y procedimientos y el nivel de acreditación de los laboratorios y equipamiento que se utilizarán para desarrollar las mediciones permiten una alta precisión con muy pocas posibilidades de que se introdujeran errores sistemáticos, lo cual implicaba el número mínimo de réplicas que garantizara la confiabilidad de los resultados; se decidió que en las corridas experimentales se realizarán tres réplicas. 2.5.1. Fuerza ejercida por la herramienta deformante Es una influencia a considerar en el endurecimiento superficial de la pieza y en consecuencia con los cambios internos de la aleación como: deformación reticular, parámetro de red, tamaño de grano, sobre el efecto de endurecimiento que se produzca. Es una magnitud que se relaciona con las propiedades a obtener en la pieza para el incremento de la resistencia al desgaste y la fatiga. Se aplicaron cargas de 500; 1 500 y 2 500 N, el proceso de deformación se realizará en seco y con tres pasadas de la herramienta. Las cargas se establecen en correspondencia con la dureza a obtener. Se consideró el trabajo realizado por Díaz (2006), se estiman las recomendaciones y se adecua el diseño de experimento, se pretende en nuestro trabajo determinar el comportamiento microestructural, macro y microtensiones y el mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045 en las referidas condiciones. �2.5.2. Número de revoluciones por minutos del husillo Se emplearon número de revoluciones por minutos de 27; 54 y 110 rev/min, lo que permitió variar las propiedades mecánicas por giros, así como el comportamiento microestructural final. Teniendo en cuenta cada número de revoluciones del husillo, se podrá conocer la magnitud total de la deformación obtenida. La selección del número de revoluciones permite evaluar el comportamiento de la pieza en todos sus puntos, ya que cualquier punto hace por minuto el mismo número de revoluciones. 2.5.3. Avance de la herramienta El avance está limitado por las fuerzas que actúan durante el proceso de elaboración de la pieza. Es una variable que define el comportamiento de la capa deformada, se relaciona con los parámetros de dureza. Los avances recomendados en la elaboración de aceros con medio contenido de carbono están en el rango de 0, 07 a 0, 3 mm/rev, según Feschenkov y Majmutov (1989). 2.5.4. Dureza superficial La dureza es uno de los parámetros más importantes de los materiales, se admite también que es el más relevante en cuanto a la influencia en la resistencia al desgaste abrasivo, adhesivo y a la fatiga por contacto superficial (Rodríguez, 2009). Esta variable define el comportamiento del proceso, se medirá al concluir la deformación plástica en frío. 2.6. Metodología empleada para la deformación plástica superficial por rodillo La magnitud del endurecimiento por deformación en frío y el nivel de las tensiones remanentes en la capa superficial dependen de la fuerza (P), del número de revoluciones (nr), del avance de la herramienta (S), de la geometría de la herramienta, de la pieza y las propiedades iniciales de la aleación en tratamiento (HB). �En las diferentes literaturas consultadas Boada y Sviagolski (1983); Korotcishe (1989); Murthy y Kotiveerachari (1981); Belozerov et al. (1993) y El Axir (2003), han tratado indistintamente de explicar las regularidades del comportamiento de la deformación plástica, en ninguna de ellas se establece una secuencia metodológica de cálculo que permita establecer el endurecimiento por rodillo del acero AISI 1045. Boada et al. (2003) considera en su trabajo el acero AISI 1045, se determinan las tensiones de contacto para establecer el estado de las propiedades físico – mecánicas de superficies tratadas por deformación plástica superficial por el método de elementos finitos. La tensión de proporcionalidad que actúa sobre toda la zona de contacto de forma distribuida y uniformemente a lo largo del sector, durante el trabajo con rodillo se determina por la ecuación 2.1 (Korotcishe, 1989):  pr  a 3  a   R2     Pp  E R22 1 1 1    R1 R3   (2.1) (2.2) Donde: a- coeficiente que tiene en cuenta el radio del rodillo y de la pieza E- módulo de elasticidad de la pieza; MPa Pp - fuerza ejercida por el rodillo sobre el material; N R2 - radio de la superficie de endurecimiento de la pieza; mm R1 y R3 - radios de la sección de trabajo del rodillo, mm La ubicación de los radios de la pieza y el rodillo a considerar en el proceso de deformación en frío, empleando rodillo, se muestran en la figura 2.4. �Figura. 2.2. Radios de curvatura del rodillo y de la pieza. Para evitar el resbalamiento del rodillo, provocado por la fuerza, es conveniente situarlo hacia el eje de la pieza en tratamiento, en dependencia del esfuerzo, de la resistencia del material. La profundidad del endurecimiento, según Korotcishe (1989) se determina como: h Pp (2.3) 2  T Donde h es la profundidad de la capa endurecida en mm y  T es la tensión de fluencia del material a la tracción, en MPa. Con el aumento del coeficiente de fricción externa y de la superficie de contacto del rodillo con la superficie de tratamiento, aumentan las irregularidades de la deformación plástica y como consecuencia el nivel de las tensiones. Las mismas surgen durante la compresión mutua de dos cuerpos en contacto bajo la acción de una fuerza externa estando el material en un estado tensional volumétrico al no poderse deformar libremente en esta zona. El área real de tensiones máxima para la superficie de cuerpos curvos cuando se encuentran en contacto, se determina a partir de la fórmula de Hertz, siempre que el estado tensional sea volumétrico. Para determinar la magnitud del área de la deformación con rodillos, según Boada et al. (2003) es:  máx  0,245  n p  3 Donde:  1 1 1 1   Fn  E      R  R R R 2 3 4   1 2 2 (2.4) � máx - tensiones máximas en el área de contacto; MPa Fn - fuerza sobre la zona de contacto; N R1, 2, 3, 4 - radios de curvatura del rodillo ( R1 y R3 ) y la pieza ( R2 y R4 ); mm np - coeficiente que depende de los radios de la pieza y el rodillo: R1  R2 2  R2  R1 (2.5) Para una relación tensión – deformación durante el proceso de deformación plástica, el material sometido al proceso, se logra el apilamiento de sus granos por el aplastamiento de los mismos, lo que permite incrementar su dureza. Las tensiones de aplastamiento se consideran uniformemente distribuidas sobre todo el área y según Murthy Kotiveerachari (1981), se determina como:  máx aplast  d  d2   .3 P  E  1  d1  d 2 2    2 (2.6) Donde σmáxaplast, es la tensión máxima de aplastamiento, en MPa y α es un coeficiente que depende de la relación A1 ; A1 es el radio de la superficie de endurecimiento de la pieza; en B mm y B considera el radio de la sección de trabajo del rodillo y de la pieza en mm; d1 es el diámetro del rodillo en mm y d2 el diámetro de la superficie endurecida en mm. 2.6.1. Estado de tensión en la zona de contacto con la superficie deformada La calidad de la capa superficial en el caso de usar la deformación plástica superficial en frío con rodillo, la mayor influencia la tienen la fuerza de deformación, la magnitud máxima de las tensiones normales y tangenciales que actúan en el punto de deformación y también la relación de sus valores, los elementos anteriores determinan la dirección de las deformaciones y desplazamientos del acero en la zona de contacto (Chen, 2001). El cuerpo rígido no lineal puede ser descrito con la ley de Hooke, donde el módulo de rigidez no es constante y depende de la deformación (Dorofev, 1986 y Nikiforov et al., �2001). Para determinar el estado de tensión durante la deformación plástica superficial en frío con rodillo, según Martynenko (2002) se puede aproximar a la dependencia como:  i  A. m (2.7) Siendo σi la tensión inicial para la deformación por cicloide en MPa; A y m son parámetros que dependen de las características mecánicas del material. A es el parámetro de la tensión para una deformación unitaria y se determina como: A   T  mn (2.8) Y m se calcula por la siguiente ecuación: m    ln T B (2.9) Donde  n es el exponente de endurecimiento; ε es la deformación real en % y  B es la tensión elástica del material en MPa. Para el cálculo de las tensiones hace falta determinar las deformaciones de la superficie en la zona de contacto o la cinemática de los puntos de la zona de deformación. Como trayectoria de los movimientos de los puntos de la superficie a elaborar se toma la familia de la cicloide, como se muestra en el modelo de la figura 2.3. �Figura 2.3. Modelo para determinar los puntos por el método de la cicloide. Para establecer el proceso de deformación del acero AISI 1045, empleando rodillo, se tiene en cuenta la trayectoria de la cicloide a partir del ángulo de contacto entre el rodillo y la pieza, se supone que el punto inferior C del rodillo de deformar, en su corte dado perpendicularmente al eje, se desplaza sin deslizamiento y se calcula según Martynenko (2002) como:   k  cos 1 1   hp   rp  (2.10) Donde: k - ángulo de contacto a la mitad del ancho de contacto; en grados hp - profundidad de penetración del rodillo; mm rp - radio del rodillo; mm Teniendo en cuenta la interrelación entre las tensiones que actúan, se puede determinar la distribución de las tensiones por la superficie de contacto en la superficie frontal del rodillo, según Martynenko (2002), de la forma siguiente: z    1  A  z  zк  1    rр   y    Zk  Z  A    rp 1   Z  Z k   rp       2     2        m         (2.11) m (2.12) �La determinación de la mitad del ancho de contacto del rodillo con la pieza, durante el proceso de deformación en frío por el método de la cicloide, se analiza a partir de la relación trigonométrica con el ángulo de contacto (  k ) por la ecuación (2.13) Z  rp  cos  k (2.13) Donde Z es la mitad del ancho de contacto del rodillo; mm. Como el proceso de deformación se realiza con rodillo perfilado y la elaboración es en superficie cilíndrica, la variación de la profundidad en la pieza (Zk), se determina según Martynenko (2002) como: zк  2 PE R  R  rp  RPE  h p    PE  RPE  rр  h p    2 (2.14) Donde: Zk - variación de la profundidad en la pieza; mm RPE - radio de la pieza elaborada; mm El movimiento por cicloide según Martynenko (2002) se determina como: S z  rp k  M   senk  M  (2.15) S y  rp 1  cos k   M (2.16)  Donde: Sz y Sy - movimiento por cicloide en los ejes z e y; mm M - parámetro que corresponde al ángulo de contacto 0  M  k Teniendo en cuenta la derivada, se determinan las deformaciones relativas en los ejes εz y εy, según Martynenko (2002) de la siguiente manera: �   dS z z   dz    y 1  z  z K 2 r2  p rp     1      dS y  zx  z   2 dy  z  zx    rp 1  rp         (2.17) (2.18) 2.7. Preparación de las probetas para el ensayo de tracción El ensayo de tracción se realizó empleando una máquina CRITM DNS 200, que presenta una carga de 200 kN. A lo largo del proceso de estiramiento se tomaron medidas del diámetro del cuello en la sección central, con un calibre Vernier de precisión ± 0,05 mm. Para el ensayo de tracción, se escogieron 28 probetas de acero AISI 1045, con longitud de 120 mm y de diámetro 11 mm según las normas ASTM E 646 – 00 y ASTM E 8 (Goicolea et al., 1996; García-Mateo et al., 1998 y Altenberger, 2006), una sin deformar y 27 deformadas por rodadura, para luego ser traccionadas. De acuerdo con la hipótesis de que las deformaciones radiales son uniformes, que la distribución de deformaciones plásticas efectivas en el cuello se obtienen manteniendo pequeñas deformaciones elásticas y que las deformaciones tangenciales son nulas (Bridgman, 1944), se comprobó experimentalmente mediante ensayos metalográficos el comportamiento microestructural en el cuello de las muestras deformadas y traccionadas, para ello, se seleccionaron nueve muestras de las 27 analizadas, que según González-Castellanos (2000) y Zlokarnik (2002), este procedimiento se realiza cuando la población seleccionada, representa el 30 % o un por ciento superior con respecto al total de las muestras estudiadas. �Después del proceso de tracción, del cuello se prepararon muestras con las dimensiones desde 5,51 mm hasta 8, 90 mm de diámetro y de 10 mm de longitud, por lo que se hizo necesario el encapsulado, para ello se utilizó resina epoxi ROYAPOX 5050, como se muestra en la figura 2.4. Figura 2.4. Encapsulado de las muestras para el análisis metalográfico. La asignación de la letra P significa muestra patrón, traccionada y sin deformar, las otras asignaciones son las diferentes muestras deformadas y traccionadas. Las muestras se encapsularon por ser pequeñas y de difícil manejo. Cuando se va a realizar análisis microestructural en bordes de muestras deformadas, es importante conservar un ángulo de 90º en toda el área a observar, aspecto que no es posible, de no realizarse esta operación, ya que durante las operaciones de desbaste y pulido, los bordes se distorsionan redondeándose, obteniéndose una falsa observación de la imagen. En la tabla 2.4 se muestra el diseño de experimento, según la forma, en que se desarrolló la observación de las muestras en el análisis metalográfico. �Tabla 2.4. Matriz de experimentos para la observación de las muestras deformadas y traccionadas Niveles (-1) (∆) (+1) Muestra 1a 1b 1c 2a 2b 2c 3a 3b 3c Factores nr (rev/min) P (N) S (mm/rev) 27 500 0,075 54 1 500 0,125 110 2 500 0,25 27 27 27 54 54 54 110 110 110 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 2.8. Determinación de las tensiones en muestras deformadas y traccionadas La ecuación empírica más común que describe el comportamiento plástico de un acero, debido a que ajusta de una manera más satisfactoria y simple los esfuerzos y las deformaciones, es la ecuación de Hollomon (Kishore y Sinha, 1996). Si la aleación tiene trabajo en frío, el esfuerzo de fluencia se puede determinar utilizando la ecuación 1.1, entonces el exponente de endurecimiento por deformación, n → 0, es para un sólido plástico y n→1, cuando el sólido se comporta de forma elástico. Según la norma ASTM E 646 – 00, para una ecuación constitutiva, se puede calcular el exponente de endurecimiento de la forma logarítmica de la curva de tensión de esfuerzo verdadero y deformación verdadera dentro del rango plástico, para ello se hace necesario considerar el logaritmo del coeficiente de endurecimiento, el exponente de endurecimiento y el logaritmo de la deformación. Han sido empleadas en otros trabajos por García-Garino et al. (1999); Novillo et al. (1999) y Valiente (2001) y se determina: �log   log K  n log  (2.19) La regresión lineal del coeficiente de endurecimiento se puede determinar al obtener los logaritmos de esfuerzos y deformación verdadera. N N  N   N  (log  i log  i )  ( log  i  log  i ) iN i N  n   iN N N N  (log  i ) 2  ( log  i ) 2 iN iN (2.20) Donde: N - número de datos Logσi - logaritmo de la tensión �logε - logaritmo de la deformación εi - deformación La pendiente de la línea de regresión lineal que provee el exponente de deformación se determina de la siguiente forma: n N  xy   x  y N  x 2   x  2 (2.21) Siendo y el logσ y x el logε. Y el coeficiente K o se calcula a partir de la tensión ingenieril (eo) y el exponente de endurecimiento (n), que según Suárez (2007) se determina como: e l K  S u  o  n     n (2.22) Donde Su es el esfuerzo último en MPa. �2.8. Ensayo de microdureza En la medición de la microdureza se siguieron los procedimientos de la norma NC 10 – 56: 86, por lo que se utilizó un microdurómetro modelo PMT – 3 No 168, que tiene acoplado un objetivo acromático con compensación libre trinocular de tubo inclinado a 30º. Las superficies de las probetas se prepararon de la misma manera que para el análisis microestructural, desbaste y pulido, se efectuaron tres mediciones a las muestras en diferentes lugares, las que se promediaron, la carga aplicada fue de 0,49 N, en un tiempo de 15 s. El indentador empleado fue el de pirámide de diamante, con un ángulo de 136º según la ASTM E 92 – 82. 2.8.1. Preparación metalográfica de la probeta �Para la preparación metalográfica se realizó un conjunto de operaciones como son: corte, desbaste, pulido, desengrasado y lavado (ASTM E 3 – 95 y Norma NC 10 – 56: 86). Corte: las muestras cortadas son de diámetro 30 mm y espesor de tres milímetros, se realizó el corte con una cuchilla Sandvik con vástago CNGA R 25 25 M 12, plaquita T – MAX – CUT 12 04 12 de calidad T 025 20 (Coromant corokey, 1996). 2.8.2. Desbaste y pulido El pulido con los papeles abrasivos se realizó variando la granulometría del mismo al ser aplicadas a la pieza de trabajo, desde la más gruesa a la más fina. Se emplearon lijas del tipo No 180, 400 y 600 (ASTM E 3 – 95). El pulido se llevó a cabo con la lija montada sobre una placa de vidrio cambiando el sentido del lijado a 90º al pasar de un pliegue a otro, para eliminar la capa de material distorsionado y deslizado dejado por el anterior, esto permite obtener una superficie lisa y pulida, libre de impurezas o ralladuras, por último las muestras se pulieron en una pulidora metalográfica marca MONTASUPAL. Para el acabado final se utilizó un paño de fieltro grueso, usando como sustancia abrasiva, el óxido de cromo. Una vez pulida las probetas se lavaron con agua destilada, secándose con papel de filtro, se volvieron a lavar con tetracloruro de carbono (Cl4C) para evitar cualquier vestigio de grasa y pastas de pulir, se emplearon las técnicas de ataque manual por inmersión y ataque químico. En el laboratorio del ISMMM se aplicó el ataque por inmersión de las muestras durante cinco segundos con el reactivo nital, al cuatro por ciento (mezcla de cinco mL de ácido nítrico (HNO3) y 100 mL de alcohol etanol (ASTM E – 262 – Practice A). �2.9. Medición de las tensiones El equipo utilizado se encuentra en el Laboratorio de Análisis Estructural en el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, CEADEN. Se programó empleando el compilador de plataforma cruzada “crossplatform compiler Archimedes 5.0”, 1988. La programación se realizó en lenguaje “C” de la ANSI, haciendo uso de las ampliaciones realizadas por Archimedes Software (Hauk, 1997). El código ejecutable generado por el enlazador fue situado en el hardware mediante el emulador de “eprom MicroMaster” LV de la firma inglesa ICETech. 2.9.1. Determinación de las tensiones residuales de primer y segundo género Se realizó el estudio de las macrotensiones residuales mediante el método magnetoelástico. Para analizar las tensiones residuales de primer género fue empleado el método magnetoelástico, basado en la medición de la anisotropía de la magnetización (Cruz, 1996; Sakai et al., 2004) y el método de difracción de rayos x (Hauk y Macherauch, 1984; Hauk, 1997), que se fundamentan en la medición de la variación de las distancias entre los planos cristalinos del material antes y después de sometido a la deformación debido a la existencia de tensiones, las cuales deforman uniformemente a muchos cristales en la superficie. 2.9.2. Determinación de las macro y microdeformaciones Se examinaron nueve muestras (González-Castellanos, 2000 y Zlokarnik, 2002) de diámetro 30 mm y largo 70 mm (figura 2.3). Primeramente se determinó la influencia de la curvatura de la barra sobre las indicaciones del parámetro magnetoelástico, se delimitaron cuatro superficies de medición: cilíndrica no tratada con rodadura (CN), cilíndrica tratada (CT), tapa no tratada (TN) y tapa tratada (TT). La medición se efectuó según la metodología descrita en Cruz (1996) y Cruz et al. (2009), mediante el medidor de tensiones. Este equipo basa las mediciones en el efecto de alta �permeabilidad magnética (APM), relacionada con la determinación de la anisotropía que se induce de una aleación ferromagnética, cuando sobre ésta se ejercen tensiones mecánicas. 2.9.2.1. Puntos de mediciones y sistemas de referencia para el tensor de tensiones El sistema de coordenadas cartesianas xyz de referencia se seleccionó escogiendo la dirección zz’ como la del eje del cilindro, haciendo coincidir el plano xz con el plano π, de manera que para CN1 y CT1 el ángulo φ polar es cero, mientras que para CN2 y CT2 φ es igual 180º. El sistema de referencia ℮υ y ℮z y el sistema de ejes principales ℮1 y ℮2 del tensor de tensiones residuales se encuentran en un mismo plano formando un ángulo α entre las direcciones ℮z y ℮1. Se determinan las componentes no nulas del tensor de tensiones σ1 y σ2, así como del ángulo α. La calibración de la permeabilidad magnética vs tensión se efectuó mediante la obtención del coeficiente de calibración T. Para ello se realizó un ensayo de tracción de una barra no sometida a rodadura, se le aplicó un tratamiento térmico de alivio de tensiones a 650 ºC durante dos horas, la carga se aumentó discretamente de 0 a 120 kN, de acuerdo a la metodología indicada en Cruz et al. (2009). En cada probeta se midieron un total de seis puntos, P:  1 en TN, P = TN, situado en su centro.  1 en TT, P = TT, situado en su centro.  2 en CN, P = CNα α = 1; 2, situados en posiciones diametralmente opuestas.  2 en CT, P = CTα α = 1, 2, situados en posiciones diametralmente opuestas. Se adoptó la triada de vectores unitarios ℮r, ℮υ y ℮z del sistema de coordenadas cilíndricas como el sistema de referencia asociado a cada uno de los cuatro puntos de medición situados en las zonas CN y en CT. El tensor de tensiones residuales σ (P) en los puntos P = CNα, CTα, α = 1,2; cumple con la relación σ (℮r) = 0. �Los parámetros fundamentales analizados para determinar las micro y macrodeformaciones de las nueve probetas deformadas, aparecen reflejadas en la tabla 2.4. Tabla 2.4. Parámetros empleados para el análisis de las micro y macrodeformaciones Niveles (+1) (∆) (-1) Ensayo Factores nr S P 110 0,250 2 500 54 0,125 1 500 27 0,075 500 Macrodeformaciones y microdeformaciones Pα α (0) Δσ (MPa) τxy (MPa) σ1(MPa) σ2 (MPa)   CT1 α (0)1 Δσ1 σ11 σ21  xy1   1 1 27 0,075 500 CN1 2 27 0,125 500 CN2 CT2 α (0)2 Δσ2  xy2 σ12 σ22   2 3 27 CN3 CT3 α (0)3 Δσ3  xy3 σ13 σ23   3 4 54 0,075 1 500 CN4 CT4 α (0)4 Δσ4  xy4 σ14 σ24   4 5 54 0,125 1 500 CN5 CT5 α (0)5 Δσ5  xy5 σ15 σ25   5 6 54 0,25 1 500 CN6 CT6 α (0)6 Δσ6  xy6 σ16 σ26   6 7 110 0,075 2 500 CN7 CT7 α (0)7 Δσ7  xy7 σ17 σ27   7 8 110 0,125 2 500 CN8 CT8 α (0)8 Δσ8  xy8 σ18 σ28   8 9 110 0,25 2 500 CN9 CT9 α (0)9 Δσ9  xy9 σ19 σ29   9 0,25 500 �Donde α es el ángulo entre la tensión principal de mayor magnitud y el eje del cilindro zz’, en grados; Δσ es la densidad de las dislocaciones, en MPa y τxy es la tensión de cizalladura en el plano xy perpendicular a z, en MPa. 2.9.3. Método difractométrico Las superficies analizadas fueron cilíndricas, se limpiaron con tetacloruro de carbono. El análisis por difracción de rayos x fue realizado en un difractómetro de goniómetro horizontal (configuración Ω), radiación CrKα1 monocromática y detector de centelleo. Se realizó la medición de la tensión residual σzz en la dirección del eje de la barra zz’ en la zona sometida a rodadura, aplicándose el método de sen2 ψ (Hauk y Macherauch, 1986 y Hauk, 1997), que se fundamenta en la medición de la posición de la línea de difracción del plano (hkl) a medida que se varía el ángulo ψ entre la normal a la superficie del material y la normal a la serie {hkl} difractantes. Las líneas seleccionadas fueron las de los planos (110); (200) y (211) de la fase ferrítica del acero. La selección de los tres tipos de planos, es un aspecto que indica cómo la deformación y la subdivisión de la cristalitas, se manifiesta en diferentes direcciones cristalográficas. - El plano (211) espacialmente está en tres direcciones, corta los tres ejes cristalográficos. - El plano (110) en dos direcciones, x e y, paralelo a z. - El plano (200) en una dirección (x), paralelos a y e z. 2.9.4. Evaluación de microdeformaciones Las probetas analizadas fueron cilíndricas de diámetro 30 mm y largo 70 mm, se determinó la influencia de la curvatura de la barra sobre las indicaciones del parámetro magnetoelástico a partir de las planos (110); (200) y (211), con la aplicación del método convencional de Williamson - Hall (Lamparter, 2000 y Birkholz, 2006). Para obtener los semianchos de línea instrumentales se empleó polvo de hierro. �De acuerdo con la ley de Bragg (Jenkins y Zinder, 1996 y Zolotorevsky, 1996), la profundidad de penetración de las ondas λ, en la subsuperfície depende del ánodo usado, del tipo de material analizado y del ángulo de incidencia de la cara de la muestra y la medida es siempre próxima a la superficie de la misma. La longitud de onda monocromática de incidencia utilizada en el ensayo, fijada en este caso, con el valor de 1,54058 Å (ánodo de cobre), fue constante en todo el estudio. El cálculo de 2 para cada línea de la difracción se calcula como: sen  n 2d hkl (2.23) Donde: - ángulo de difracción para los planos (110); (200) y (211); grados n- orden de la difracción (número entero: 1; 2 y 3) dhkl - distancia entre los planos de la red cristalina (110); (200) y 211); nm Para un pico de difracción 2θ, puede obtenerse mediante la ley de Bragg, el nivel de la distancia interplanar y con él, el parámetro de red a. En el sistema cúbico, el parámetro de red a, es proporcional a la distancia interplanar dhkl de la familia de planos (hkl). d hkl  a h2  k 2  l 2 , nm (2.24) Siendo a, el parámetro de red, que para el Fe = 0,2866 nm (2,866 Å). En la dirección paralela a la superficie normal ψ = 0, la distancia interplanar depende de la suma de las tensiones principales y de cualquier tensión perpendicular, así como la suma de la tensión circunferencial, lo cual permite determinar el espacio interplanar de la muestra no tensionada, según Michael et al. (2002) se determina como: d0  d   0 ;   1    A   C  E nm (2.25) �Donde v y E, son el coeficiente de Poisson y el módulo Young de 1er género respectivamente y σA y σC son la tensión axial y circunferencial. Para el caso específico del acero AISI 1045, σA = 500 MPa y σC = 250 MPa (ASTM A 108). Para una barra sólida, como en esta aplicación y una condición de tensión plana existente en la superficie deformada, la distancia interplanar tensionada, dependerán de las tensiones presentes y se determina según Freddy et al. (2007) y Ruiz et al. (2008) como: 1      d       d 0 sin 2     1   2 d 0  d 0 ; nm   E  E (2.26) �Donde:  - tensión residual en el punto de la superficie; MPa σ1 y σ2 - tensiones principales en el plano de la superficie; MPa ψ- ángulo de la tensión residual para la difracción; en grados La posición de los picos de difracción depende directamente de la distancia interplanar de los planos que se encuentren paralelos al plano de difracción. Como cada material tiene una estructura cristalográfica diferente, un patrón de difracción de rayos x es único y característico para cada sustancia y permite, por tanto, identificar qué fases forman la muestra a estudiar. En nuestro trabajo, la técnica ha sido fundamental tanto para la caracterización cristalina en la probeta, como para la identificación de los procesos que se produzcan en la misma bajo deformación. El modelo de Williamson - Hall (Williamson – Hall, 1953), establece que con el ancho integral del pico de difracción β, puede conocerse la influencia en dos componentes, uno correspondiente al tamaño de partículas y otro a su deformación estructural, ambas en función del ángulo de difracción (θ). A partir de la fórmula de Scherrer (Cullity, 1967), se determina la anchura a media altura del pico como:   0,9     tan  hkl  ; rad, d cos  hkl  Esto puede simplificarse como:  cos  hkl   0,9  sen hkl  ; rad d (2.27) En esta expresión lineal, la pendiente (η) representa la deformación y el corte con el eje es proporcional al inverso del tamaño de partículas (d). Los estudios realizados por Smith (1955); Stokes y Looney (2004) y Voorwald et al. (2005), indican que el ancho de los �reflejos varía con el ángulo de acuerdo con las teorías de las tensiones y no con el tamaño de las cristalitas, intentaron reparar el ensanchamiento debido a tensiones producido por el tamaño de las cristalitas, suponiendo que podían descomponerlo en dos partes proporcionales a  cos  y tan  respectivamente, pero cuando la distribución de las intensidades en el reflejo se comporta según la expresión  1 k 2  x2 , las causas del ensanchamiento son aditivos. Según Willianson – Hall (1953), los intentos de discernir entre estas dos causas con un plano (hkl) y varios λ o cuando se emplean varios planos (hikili) y una sola λ, no ha dado buenos resultados. El tamaño medio de la cristalita, de la fase cristalina presente en las muestras deformadas se determinó por la fórmula de Scherrer (Warren, 1969; Klug, 1974 y Vives et al., 2004). t K ; nm FWHM cos  (2.28) 2.9.5. Comportamiento de la deformación Cuando se determinan las deformaciones, al menos en tres direcciones y se supone una condición de esfuerzo plano de tensión, se pueden combinar para determinar las tensiones residuales máximas y mínimas, las tensiones de cizalladuras máximas y su orientación relativa a una dirección de referencia. La distorsión uniforme de la red cristalina desplaza el ángulo de difracción de la línea seleccionada para el análisis de tensiones (Laudon, 1988 y Akutagawa et al., 2003) y se determina por la siguiente ecuación:    1     sen 2  2  E E (2.29) �Si d  es la distancia interplanar entre los planos reticulados medidos en la dirección definida por  y  , (Williamson - Hall, 1953), la tensión puede expresarse teniendo en cuenta los cambios en las dimensiones lineales del espacio cristalino. La ecuación 2.30 relaciona la tensión de la superficie en cualquier dirección definida por el ángulo ψ en la dirección (  ) y las tensiones principales en la superficie.    d   d 0 d  d0 d0 (2.30) Por otro lado, para determinar la deformación media de red e se utiliza la relación de Stokes y Wilson (1944) y Moorthy (2005) y se calcula por la siguiente ecuación: e  4 tan  (2.31) Donde  es el semiancho físico puro, libre de la influencia instrumental en rad y  es el ángulo de bragg, en grados. Cuando una capa está tensionada, los parámetros de red de la estructura cristalina están distorsionados respecto a los de la estructura libre de tensiones. Si se conoce la deformación ε, en el caso de tratar con un material continuo y homogéneo, la deformación se relaciona con la tensión a través de la ley de Hooke. 2.10. Procesamiento estadístico de los datos Para comprobar la idoneidad del método y los modelos propuestos se desarrolló el tratamiento estadístico de los resultados, tanto los simulados como los experimentales, se realizaron con la utilización del tabulador Microsoft Excel 2003 y el paquete estadístico STATGRAPHICS Plus 5.1, lo que permitió establecer la necesaria correspondencia entre las observaciones teóricas y las experimentales. 2.10.1. Determinación de los coeficientes de regresión �En los modelos de regresión la variable dependiente Y, es siempre una variable aleatoria, mientras que los factores o variables independientes son considerados como variables no aleatorias. Se argumenta en el hecho de que en las aplicaciones prácticas los valores de las Xi suelen ser controladas o elegidas de antemano por el investigador, a los factores también se les denomina variables explicativas, ya que ellos en definitiva son los que explican el comportamiento de la variable dependiente (Box y Hunter, 1989). La regresión del diseño de experimento se determina como: Y1  b0  b1X 1  b2 X 2  b12X 12 (2.32) Donde Y1 es la dureza obtenida del ensayo en N; X1 es la fuerza del rodillo sobre la probeta en N y X2 es el avance de la herramienta en mm/rev. 2.10.2. Cálculo de la varianza Ostle (1975) y Sarache (2004), consideran que el ANOVA, como técnica estadística, permite el estudio de las características medidas u observadas, cuyos valores dependen de varias clases de efectos que operan �simultáneamente, esta técnica se basa en la división de la variabilidad total de una característica medible en la variabilidad causada por diferentes factores que intervienen en el problema. Después de calcular los coeficientes de regresión se realiza el procesamiento estadístico de los datos, determinando la varianza por la siguiente ecuación: no J y2  J i 1 2 yi No (2.33) La significación de los coeficientes de regresión se comprueba por el criterio de t de student para una probabilidad de un 95 % o un intervalo de confianza de 0, 05 y 15 grado de libertad (No – 1). Posteriormente se calcula la varianza por la siguiente ecuación: � y  y no J  2 aj mod f  2 i 1 N0  K0 1 (2.34) Donde N o  j y K o , son el número de coeficientes significativos. Por la ecuación 2.35 se calcula el coeficiente de fisher ( Fcal ) y se compara con el fisher tabulado ( Ftab ) según los grados de libertad del numerador y del denominador: Fcal  J aj2 J y2 (2.35) Si el Fcal  Ftab , entonces la ecuación describe adecuadamente el campo de la experimentación. 2.11. Conclusiones del capítulo 2  Con el empleo de la ecuación de Hollomon se pudo determinar el coeficiente de endurecimiento del acero AISI 1045, sometido a deformación por rodadura en frío y luego traccionado.  La selección de las variables fuerza, el número de revoluciones por minutos del husillo y el avance de la herramienta, pueden ser evaluadas en tres niveles, para determinar la dureza final de la aleación AISI 1045 deformada en frío por rodillo.  El método del sen 2  y la selección de los índices de Miller permite determinar el efecto de las micro y macrotensiones del acero AISI 1045 deformado por rodadura y establecer la microtensión o el tamaño del cristalito en el ensanchamiento de los picos, la distancia interplanar tensionada y no tensionada y la deformación en la red cristalina.  La selección de los índices de Miller (110); (200) y (211) para determinar las micro y macrotensiones, indican como la deformación y la subdivisión de la cristalitas, se �manifiesta en diferentes direcciones cristalográficas y permiten establecer con mayor precisión el mecanismo de deformación en frío por rodadura, del acero AISI 1045. �CAPÍTULO 3. RESULTADOS EXPERIMENTALES Y SU DISCUSIÓN 3.1. Introducción Se exponen los resultados derivados del trabajo experimental y a partir de los mismos, las expresiones matemáticas estadísticas que describen las regularidades del comportamiento deformacional del acero AISI 1045 sometido a la acción de las cargas por rodadura en frío. El objetivo de este capítulo es establecer el procedimiento para la deformación plástica por rodadura, así como la determinación de las micro y macrotensiones que definen el mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045, deformado en frío. 3.2. Regímenes para la elaboración mecánica de las probetas Los cálculos de los regímenes de elaboración para las 81 probetas, donde se empleó un número de revoluciones del husillo de 350 rev/min, un avance de 0,2 mm/rev y una profundidad de desbaste de 2,5 mm, muestran que la velocidad de corte debe ser de 35 m/s y que dichas probetas se pueden fabricar en un tiempo de 104 min. 3.3. Parámetros de deformación plástica superficial por rodillo El proceso de deformación plástica superficial con rodillo contempla parámetros como las tensiones de proporcionalidad en la zona de contacto, la profundidad del endurecimiento, las tensiones máximas por contacto y por aplastamiento y el estado de tensión en la zona de contacto con la superficie deformada por el método de la cicloide. 3.3.1. Tensiones de proporcionalidad en la zona de contacto Se determinaron las tensiones de proporcionalidad, para las fuerzas de 500; 1500 y 2500 N, fue necesario determinar el coeficiente que tiene en cuenta los radios del rodillo y de la pieza, para lo que se empleó la ecuación 2.2 (el radio del rodillo R1 = 25 mm; los radios R2 se obtienen a partir de la profundidad de las superficies endurecidas con: fuerza de 500 N, R2 = 14,30 mm; para fuerza de 1 500 N, R2 = 13,80 mm y con la fuerza de 2 500 N, �entonces R2 = 13,30 mm, el radio del perfil del rodillo R3 es de 2 mm) y el módulo de elasticidad de primer género de la aleación (E = 2,1 x 105 MPa). Sustituyendo los resultados en la ecuación 2.1, se obtienen la dependencia de dichas tensiones de proporcionalidad y el factor que considera los radios. Las tensiones que alcanza el acero AISI 1045 cuando se aplica una fuerza de 500 N es de 293,45 MPa, con una fuerza de 1 500 N es de 368,68 MPa y para fuerza de 2 500 N es de 493,85 MPa. La menor magnitud de tensión obtenida con fuerza de 500 N, es el esfuerzo mínimo necesario para que se produzca el desplazamiento en el acero AISI 1045, pero al incrementar gradualmente la fuerza, la aleación fluirá deformándose plásticamente. En la red cristalina, los átomos se encuentran en posiciones de mínima energía, el deslizamiento exige que un átomo pase de una posición de equilibrio a la siguiente, no solo para los átomos del Fe, sino también para los del C, Mn, Si, Ni, en consideración a la existencia de dislocaciones que facilitan el desplazamiento y una deformación permanente, que endurecen el material por acritud, habrá un deslizamiento de las cristalitas en la red cristalina, lo que consolida los cristales de todos los granos en el agregado, fenómeno que conduce a la obtención de un grano más fino, lo que concuerda con Callister (1999); Pero-Sanz (2000). Existen transformaciones en la estructura cristalográfica y en la cristalitas con un máximo incremento de la tensión residual a compresión, lo que fue reportado por Fernández et al. (2008a). Para un contacto lineal, la fluencia debajo de la capa superficial, comienza cuando la presión media de contacto es aproximada a la resistencia máxima de la aleación, sin embargo la zona sub - superficial plástica está rodeada y constreñida por material que aún está respondiendo elásticamente. Se pueden alcanzar magnitudes de la tensión de contacto con el límite de fluencia del material antes de que la zona crezca lo suficiente como para �lograr, en la superficie, el resultado de un flujo plástico masivo, lo que es consistente con Mutlon (1992) y Han et al. (2002). 3.3.2. Profundidad de la capa endurecida La profundidad de la capa endurecida, donde se consideran las fuerzas empleadas en el proceso de endurecimiento y una tensión de fluencia del material de 415 MPa (según norma ASTM), se determinó por la ecuación 2.3, los resultados obtenidos son los siguientes: Con una fuerza de 500 N, hp es de 0,7 mm; para fuerza de 1 500 N, hp = 1,3 mm y para 2 500 N, hp = 1,7 mm. El aumento de la fuerza de rozamiento incrementa el efecto de la deformación plástica, a la misma vez que la penetración del rodillo es desde 0,7 mm hasta 1,7 mm, reportado por Fernández et al. (2008a y 2009). Esto conducirá a la fatiga residual interna del material y un cambio considerable en los parámetros de la dureza en la superficie. La mayor dureza en la superficie se obtiene como resultado del crecimiento de la penetración de la herramienta en la aleación. Bajo fuerza de rozamiento constante, el rodillo penetra y alisa la superficie, lo que causa una mayor deformación plástica debido a la pequeña área de contacto entre el rodillo y la pieza, lo que concuerda con Loh et al. (1989) y Fang-Jung y Chien-Hua (2003), quienes consideran que la profundidad de la capa deformada durante el proceso de deformación plástica se encuentra entre 1 y 10 mm. 3.3.3. Tensiones máximas de contacto La determinación de la variación de la tensión máxima a diferentes fuerzas de rodillado, donde se consideró el módulo de elasticidad de primer género y el coeficiente que depende de los radios de la pieza y del rodillo que a su vez fue calculado por la ecuación 2.5 (np = 0,06), en correspondencia con la ecuación 2.4, se obtiene que la tensión se �incrementa en la medida que lo hace la fuerza y toma magnitud de 470, 4 MPa; para fuerza de 500 N, con una fuerza de 1 500 N, la tensión que se logra es de 525, 9 MPa y por último, para una fuerza de 2 500 N, el máximo nivel es de 661, 2 MPa. Las tensiones máximas caracterizan el comportamiento de los esfuerzos, se observa que en la medida que la dureza y la profundidad de penetración se incrementan, también lo hacen dichas tensiones máximas. Otro comportamiento determinado, es que las mismas crecen en la medida que aumenta la fuerza de compresión y disminuye el radio de curvatura del rodillo, reforzando lo planteado por Fernández et al. (2008; 2009b y 2010). 3.3.4. Tensiones máximas por contacto y por aplastamiento El cálculo de las tensiones máximas necesarias para lograr el aplastamiento de los granos se determinó por la ecuación 2.6, la que considera las fuerzas aplicadas, el módulo de elasticidad de primer género, el diámetro del rodillo y los radios de las superficies endurecidas (R2 = 28,60 mm, para un fuerza de 500 N; R2 = 27,60 mm, con una fuerza de 1 500 N y R2 = 26,60 mm, para fuerza de 2 500 N), al sustituir los valores en la ecuación se obtuvo que, las tensiones máximas para lograr el apilamiento de los granos, según las fuerzas aplicadas, son:  máx aplast = 147 MPa (con fuerza de 500 N);  máx aplast = 213 MPa (para 1 500 N) y para 2 500 N,  máxaplast = 253 MPa. Las tensiones máximas calculadas anteriormente incrementan la dureza por acritud al reducir el tamaño promedio de los granos y permiten el compactamiento de los mismos. Cuando la presión ejercida excede el límite de fluencia de la aleación, la superficie es plásticamente deformada en frío y el material fluye debajo de la capa deformada, entonces como resultado se obtiene una superficie muy pulida y densamente compactada. �El apilamiento o aplastamiento de los granos es resultado de una integración causada por el deslizamiento intracristalino, por la migración de dislocaciones, acompañada de endurecimiento por deformación, lo que consolida progresivamente el cristal. Por otra parte el estado de tensiones en el grano, presumiblemente activan otros sistemas de deslizamiento, los que interactuán con él o los sistemas ya existentes, este mecanismo dificulta aún más la movilidad de los átomos y origina el fenómeno conocido como endurecimiento latente, lo que fue expuesto por Fernández et al. (2008a; 2009b y 2010). 3.3.5. Estado de tensión en la zona de contacto con la superficie deformada El comportamiento de la tensión inicial se determinó con el empleo del método de la cicloide, para lo que se utilizó la ecuación 2.7, se consideraron los parámetros que dependen de las características mecánicas del material (A y m), donde los resultados de los mismos fueron obtenidos por las ecuaciones 2.8 y 2.9; A = 524,03 MPa (para fuerzas de 500; 1 500 y 2 500 N) y m = 0,072 mm, para fuerza de 500 N; m = 0,072 mm, para fuerza de 1 500 N y m = 0,009 mm, para fuerza de 2 500 N. Se tuvo en cuenta la tensión límite de fluencia y una tensión elástica de 200 MPa (norma ASTM). Los valores de la deformación (ε) calculados aparecen en la tabla 1 del anexo 1. En la figura 3.1 se muestra el comportamiento de la tensión inicial respecto a las fuerzas aplicadas en el proceso de deformación en frío del AISI 1045, con el empleo del método de la cicloide. Figura 3.1. Comportamiento de la σi por cicloide en la deformación del acero AISI 1045. �Como se observa, la tensión inicial tiene un comportamiento ascendente en la medida que se aumentan las fuerzas, la curva ajustada de la σi = 0,047x + 414,5 con un coeficiente de correlación R2 = 0,967. La tendencia obtenida demuestra que en la medida que es cambiada la variable fuerza, se obtienen mayores tensiones. Se obtuvo que con una fuerza de 500 N; la σi = 439,57 MPa; con una fuerza de 1 500 N; la σi = 483,01 MPa y con una fuerza de 2 500 N; la σi = 534,34 MPa. Existen distintas magnitudes de tensiones que provocan el incremento de las tensiones normales y tangenciales debajo de la capa deformada de la aleación, las que están relacionadas fundamentalmente con estados tensionales del tipo plano. Los cambios de las tensiones en la red cristalina se verán influenciados por la magnitud de las cargas impuestas al material y la velocidad de aplicación de dichas cargas (esfuerzos de tracción y compresión), los átomos constituyen barreras u obstáculos al movimiento de las dislocaciones, según fue planteado por Callister (1999); Pero-Sanz (2000) y Key to steel (2002). 3.3.6. Determinación del ángulo de contacto en el proceso de deformación con rodillo El ángulo de contacto se determinó por la ecuación 2.10, teniendo en cuenta la profundidad de penetración calculado por la ecuación 2.3. Se obtuvo como resultado que: φk = 13,59º, para hp de 0,7 mm; φk = 17,82º, para hp de 1,3 mm y φk = 21,25º, para hp de 1,7 mm. De aquí se deriva que con el incremento de la profundidad de penetración del rodillo, también aumentan los valores del ángulo de contacto. 3.3.7. Análisis de las tensiones normales Las tensiones normales para los ejes z e y, se determinaron a partir de las ecuaciones 2.11 y 2.12, para resolver ambas ecuaciones se requiere de los resultados de las ecuaciones 2.13 y 2.14 que analizan el ancho a la mitad de contacto del rodillo (Z), cuyos valores dependen del ángulo de contacto (φk), de la ecuación 2.10 y de h (ecuación 2.3); para h = 0,7 mm, �Z = 48,6 mm; para h = 1,3 mm, Z = 47,60 mm y para h = 1,7 mm, Z = 46,60 mm. Las tensiones normales dependen además de la variación de la profundidad en la pieza (Zk), con h = 0,7 mm, Zk = 24,98º; con h = 1,3 mm, Zk = 24,95º y con h = 1,7 mm, Zk = 24,93º. Los resultados de las tensiones normales en los ejes z e y en dependencia del ángulo de contacto φk y ZM son mostrados en la tabla 3.1. La distribución de las tensiones de contacto en la superficie frontal del rodillo aumenta conforme a como la densidad de las dislocaciones lo hace; al variar las características de la mitad del ancho de contacto (ZM), con respecto a las tensiones normales en el eje z durante el proceso de endurecimiento, dichas tensiones, se mantienen constantes para cada ángulo empleado. Tabla 3.1 Tensiones normales por cicloide en los ejes z e y φk 13,59º 17,82º 21,25º ZM (mm) 25,000 24,996 24,985 25,000 24,996 24,985 24,966 25,000 25,000 24,99 24,97 24,94 σz (MPa) 489,244 489,244 489,244 560,700 560,700 560,700 560,700 645,73 645,73 645,73 645,73 645,73 σy (MPa) 348,752 345,380 326,501 430,858 430,679 430,138 429,213 479,60 479,45 478,99 478,23 477,13 De las tensiones analizadas en los ejes z e y, por el método de la cicloide, en el acero AISI 1045, la mayor incidencia la tiene el eje y, ya que existen variaciones en los parámetros obtenidos que provocan la movilidad de las dislocaciones y la deformación en el material. 3.3.8. Análisis del movimiento por el método de la cicloide en los ejes z e y Para determinar los resultados de las ecuaciones 2.15 y 2.16, se tuvo en cuenta el ángulo de contacto calculado por la ecuación 2.10, el radio del rodillo (rp) y el parámetro que �corresponde al ángulo de contacto (0 ≤ φM ≤ φk). Los resultados para el eje z se muestran en la figura 3.2. Para el eje z se observa, que al variar los parámetros relacionados con el ángulo de contacto, existe un incremento de los cuellos o espirales que forma el rodillo sobre la superficie de la pieza, en correspondencia con la profundidad de penetración, así como un mayor incremento de los puntos de contacto, según se aplica más fuerza. En correspondencia con estas condiciones, los puntos se amplían desde tres hasta cinco en dependencia de la fuerza y la profundidad, también se puede notar que existen un gran número de puntos que aumentan sus dimensiones al modificar la carga. La resistencia a dejarse penetrar que experimenta el material va creando tensiones debajo de la capa deformada y la interrelación entre el rodillo con la superficie de la pieza permite obtener, tanto la ley de distribución en la zona de contacto, como los componentes de la fuerza que hacen falta para alcanzar la calidad de la superficie elaborada. Las curvas ajustadas para cada comportamiento son: hp (0,7); Sz = - 22,56x + 53,3 y un coeficiente de correlación R² = 0,957 (azul) hp (1,3); Sz = - 24,56x + 83,02 y un coeficiente de correlación R² = 0,958 (rojo) hp (1,7); Sz = - 24,36x + 104,5 y un coeficiente de correlación R² = 0,969 (verde) �Figura 3.2. Comportamiento del movimiento por cicloide en el eje z. En la figura 3.3, que relaciona el comportamiento en el eje y, muestra que al variar el parámetro que corresponde al ángulo de contacto (φk), para 13,59º; 17,82º y 21,25º (tensiones de signos positivos), las curvas muestran un comportamiento de tendencia cíclica, siendo más prolongada para el ángulo de contacto de 21,25º. En la medida que se incrementa el ángulo, la formación de surcos o cuellos en forma de espiral es mayor y la variación de los ángulos con respecto al movimiento del rodillo no es constante, los desplazamientos que se obtienen en correspondencia con la profundidad, tienden a provocar cambios en la estructura del material y en el endurecimiento del mismo. Figura 3.3. Comportamiento del movimiento por cicloide en el eje y. 3.3.9. Análisis de las deformaciones por cicloide �Las ecuaciones (2.17 y 2.18) permitieron determinar las deformaciones en los ejes z e y. Para calcular ambas ecuaciones fue necesario sustituir los resultados obtenidos en la ecuación 2.10. El comportamiento se muestra en la figura 3.4. Al variar las características del semiancho de contacto, para el ángulo (φk), con un valor de 13,59º, existe mayor penetración del rodillo, la aleación ofrece menos resistencia para ser deformado por presentar una dureza inicial de 170 HB, además una estructura más blanda debido al tratamiento de recocido al que fue sometida, sin embargo para los ángulos de 17,82º y 21,25º, se incrementan las deformaciones, así como el área de contacto, lo que provoca que el material adquiera mayor dureza. Figura 3.4. Comportamiento de las deformaciones por cicloide en el eje z. Los elementos deformacionales como son: ángulo de contacto y el cambio de la mitad del ancho de contacto, tienen influencia en el comportamiento de la deformación de la aleación, influyen en el aumento de la velocidad, a la cual las dislocaciones se desarrollan, se reduce la movilidad de las mismas, de modo que funcionan como una barrera más efectiva para la deformación. Las tensiones de signo negativo (compresión), activan un sistema de deslizamiento en el eje que provocan el endurecimiento, condensan la estructura, deforman los planos cristalinos y se presentan a nivel micro y macroscópico. �Para las deformaciones en el eje y (figura 3.5), se puede observar que existe una menor profundidad al iniciar el proceso de deformación para un ángulo de contacto de 13,59º (tensiones negativas), incrementándose gradualmente en la misma medida que aumentan las fuerzas y el ángulo de contacto, pero a la vez se generan un mayor cantidad de puntos de contacto en la sub – superficie del material. Estas deformaciones (compresión) al igual que en el eje z, provocan la ruptura interna de la estructura cristalina, afinan el grano y ofrecen mayor dureza a la aleación. Tanto en el eje z como en el eje y, las deformaciones provocan desplazamientos de dislocaciones dando lugar a mayores escalonamientos. Las tensiones residuales se producen cuando hay fuerzas de enlace no compensadas que dan lugar a la separación o al acercamiento entre los átomos de un material. La dislocación de borde positiva genera tensiones de tracción en su parte inferior y de compresión en la parte superior, mientras que una dislocación de borde negativa genera compresión en la parte superior y tracción en la inferior. Figura 3.5. Comportamiento de las deformaciones por cicloide en el eje y. 3.4. Determinación de la relación tensión – deformación del acero AISI 1045 Para determinar la relación tensión deformación del acero AISI 1045, sometido a deformación superficial por rodadura en frío y su comparación con el mismo acero, �sometido a deformación plástica plana simple se consideró el esfuerzo verdadero (ecuación 1.1), en relación a las fuerzas empleadas en el proceso, de donde se obtuvo la figura 3.6. Se puede observar que en las muestras deformadas y luego traccionadas, la tensión se va incrementando para fuerza de 500 N y avance de 0,075 mm/rev desde 704; 706 a 716 MPa. Con una fuerza de 1 500 N y avance de 0,125 mm/rev se obtienen valores de 753; 759; 769 MPa y con la fuerza de 2 500 N y avance de 0,25 mm/rev los valores son de 774; 800; 810 MPa, de un valor inicial de 675 MPa (muestra sin deformar). Figura 3.6. Comportamiento del esfuerzo verdadero del acero deformado y traccionado. Las curvas ajustadas son: Con fuerza de 500 N; σo = 33,27 ln(x) + 774,7 y un coeficiente de correlación R2 = 0,989 Con fuerza de 1 500 N; σo = 13,92 ln(x) + 752,0 y un coeficiente de correlación R2 = 0,916 Con fuerza de 2 500 N; σo = 10,36 ln(x) + 703,1 y un coeficiente de correlación R2 = 0,888 En la medida que se introduce mayor fuerza, el estado tensional es uniaxial con distribución homogénea de las tensiones, el flujo plástico queda confinado en esta zona, permaneciendo en estado de carga plástica, donde aparecen tensiones radiales y circunferenciales, que dan lugar a un estado de tensión no homogéneo en el material. 3.4.1. Comportamiento del coeficiente de endurecimiento Los resultados obtenidos del coeficiente Ko (ecuación 2.22), en correspondencia con las fuerzas aplicadas se muestran en la figura 3.7. �Se obtuvo una magnitud de Ko de 1 312,01 MPa, para una fuerza de 500 N; Ko toma valor de 1 318,8 MPa, para la fuerza de 1 500 N y entonces Ko es de 1 325,52 MPa, para la fuerza de 2 500 N. Lo que demuestra que existe variabilidad en el coeficiente según son cambiadas las variables fuerza, avance y número de revoluciones empleadas durante el proceso de endurecimiento del acero AISI 1045. Las curvas ajustadas para el coeficiente Ko son: Para fuerza de 500 N; Ko = 9,217 ln(x) + 1310 y un coeficiente de correlación R2 = 0,908 Para fuerza de 1 500 N; Ko = 11,24 ln(x) + 1311 y un coeficiente de correlación R2 = 0,935 Para fuerza de 2 500 N; Ko = 12,02 ln(x) + 1313 y un coeficiente de correlación R2 = 0,978 Las curvas, si bien siguen la misma trayectoria y alcanzan prácticamente la carga máxima, muestran distintos rangos para la variable dependiente, el efecto se debe a que el tamaño de la imperfección influye en la magnitud de la fuerza final y consecuentemente en la dimensión final de la deformación. Figura 3.7. Resultados del coeficiente de resistencia (Ko) en relación a la fuerza. 3.4.2. Determinación del exponente de endurecimiento Las ecuaciones 2.20 y 2.21 interrelacionan los resultados del exponente de endurecimiento, se determinó primero el logσ (ecuación 2.19) y luego el valor de Ko (ecuación 2.22) que permitió resolver el logKo y sustituirlo en la ecuación 2.19. Los valores del logσ (tabla 2 anexo 2), se obtuvieron a partir de las variables fuerza, avance de la herramienta y número �de revoluciones del husillo, los resultados de n, aparecen en la tabla 2 del anexo 2 y en la figura 3.8 su comportamiento en relación con las fuerzas aplicadas. Figura 3.8. Comportamiento del coeficiente de endurecimiento n en relación a la fuerza. Se observa que cuando hay existencia de trabajo en frío, el exponente de endurecimiento tiende a 0, confirmando lo expresado por Datsko (1991), lo que incrementa a su vez la deformación plástica y el aumento de la dureza, este comportamiento justifica la capacidad de endurecimiento del acero AISI 1045 por rodadura en frío, así como la plasticidad de la aleación. En la tabla 1 del anexo 1 aparecen los resultados obtenidos del ensayo de tracción – deformación. Las curvas ajustadas según el comportamiento de endurecimiento son: Para fuerza de 500 N; n = 0,1097e -0,0001x y un coeficiente de correlación R2 = 0,944 Para fuerza de 1 500 N; n = 0,0961e -0,0001x y un coeficiente de correlación R2 = 0,956 Para fuerza de 2 500 N; n = 0,1025e -0,0001x y un coeficiente de correlación R2 = 0,978 El valor del exponente de endurecimiento, expuesto por otros autores (Voce, 1948; Friedman y Pan, 2000; Kuroda y Tvergaard, 2000; Suárez, 2007 y Jennifer et al., 2007), para los aceros de medio contenido de carbono, está entre 0,17 y 0,19. Se observa que existe una discrepancia significativa de 64 % entre la cota mínima y para la cota máxima se obtiene una discrepancia de un 36 %. �Al realizar el análisis del esfuerzo verdadero, del coeficiente y el exponente de endurecimiento Ko y n y compararlos con los obtenidos por los métodos anteriores, se determinó que los mismos no están reportados en la literatura especializada consultada por lo que constituye la primera novedad de la investigación. 3.5. Comportamiento microestructural del material deformado y traccionado Para realizar el análisis microestructural de las nueve muestras, se tuvo en cuenta las diferentes cargas a la que fueron sometidas cada una de ellas. En la tabla 1 del anexo 1 aparecen los parámetros introducidos para el proceso de deformación. Todas las muestras fueron observadas a 200x. Las microestructuras analizadas muestran diferentes orientaciones cristalinas del grano, las que contribuyen a la activación de un conjunto de sistemas de deslizamiento y se convierten en un sistema activo que determina los niveles de deformación y tensiones locales del grano y consecuentemente con la deformación a nivel macroscópico. Las figuras 3.9 relacionan el comportamiento de las muestras deformadas y luego traccionadas con la fuerza de 500 N; un número de revoluciones de 27 rev/min y avance de la herramienta de 0,075; 0,125 y 0,25 mm/rev respectivamente. Figura 3.9a. Muestra patrón. Figura 3.9b. Deformada con S de 0,075 mm/rev �Figura 3.9c. Deformada con S de 0,125 mm/rev. Figura 3.9d. Deformada con S de 0,25 mm/rev. En las muestras observadas, desde la 3.9a hasta la figura 3.9d, se presenta una microestructura formada por ferrita y perlita. Se han obtenido tamaño de grano desde el número 6 (muestra patrón) hasta el número 7 (muestra 3.9d). Las texturas cristalográficas 3.9b; 3.9c y 3.9d, en relación a la textura inicial, presentan un reordenamiento de la cristalita, donde se aprecia una agrupación ordenadas de los granos en la dirección de la tensión aplicada. Para las figuras 3.9c y 3.9d, presentan mayor alargamiento, inducido por el incremento del avance de la herramienta, lo que modifica la dimensión de la deformación en el límite del material. Las muestras deformadas con una fuerza de 1 500 N, un número de revoluciones de 54 rev/min y avances de 0,075; 0,125 y 0,25 mm/rev, se reflejan en las figuras 3.10a, 3.10b, 3.10c, 3.10d. Figura 3.10a. Muestra patrón. Figura 3.10b. Deformada con S de 0,075 mm/rev �Figura 3.10c. Deformada con S de 0,125 mm/rev. Figura 3.10d. Deformada con S de 0,25 mm/rev. En este nivel se puede apreciar una mayor agrupación de los granos (número 8) en la estructura en relación con las figuras 3.9. Para las figuras 3.10b; 3.10c y 3.10d, el efecto de las texturas es más relevante en las proximidades de la zona correspondiente a la deformación, se alcanza para la muestra 3.10d un tamaño de grano número 9. El hecho de tener una textura de gran fracción de volumen, con orientaciones distribuidas aleatoriamente, esto es posible porque durante el proceso de deformación – tracción, se logra que la distribución de los granos sean más pequeños (hasta G 9). La diferencia en los niveles de deformación en estas muestras respecto a la muestra inicial, está relacionada particularmente con el incremento de las variables fuerza, avance de la herramienta y número de revoluciones del husillo. El hecho de introducir mayor deformación sobre la aleación, provoca que el estiramiento de los granos sea más extendido. Las figuras 3.11b; 3.11c y 3.11d, se corresponden con la fuerza de 2 500 N; número de revoluciones de 27 rev/min y avance de la herramienta de 0,075; 0,125 y 0,25 mm/rev. �Figura 3.11a. Muestra patrón. Figura 3.11b. Deformada con S de 0,075 mm/rev Figura 3.11c. Deformada con S de 0,125 mm/rev. Figura 3.11d. Deformada con S de 0,25 mm/rev. Para la máximo magnitud de fuerza, se observa una mayor disminución del grano (del número 9 para la muestra patrón hasta el número 10 para la muestra 3.11d), las muestras siguen manteniendo la misma composición fásica, pero más densa con un mejor reordenamiento de los granos, se puede plantear que la deformación plástica es acomodada por deslizamiento. La activación de los diferentes sistemas, está fuertemente asociada a las tensiones críticas de activación y la anisotropía plástica depende de la relación entre los niveles de deformación introducidos, el deslizamiento intracristalino se efectúa con esfuerzos menores, ya que los cristales no son perfectos, sino que tienen defectos que ayudan a obtener un incremento de la deformación. Se observa que al pasar a otro grano contiguo, la dislocación ha cambiado de dirección, por los esfuerzos adicionales, el límite de grano se comporta como una zona de gran desorden, por la discontinuidad entre los planos de deslizamiento, la dislocación no ha encontrado un camino para seguir deslizando y pasar a otro grano, quedándose entonces bloqueada en el límite de grano. Los resultados son compatibles con el conocimiento de que el trabajado en frío aumenta las deformaciones y que relaciona la textura cristalográfica con la anisotropía plástica planar y �normal del material y con la aptitud al conformado, según ha sido reportado por autores como Friedman y Pan (2000); Signorelli et al. (2006) y Alcántara et al. (2008a). 3.6. Análisis microestructural del AISI 1045 deformado por rodadura El análisis metalográfico consistió en la observación e identificación de las características de la estructura metalográfica en probetas de acero AISI 1045 deformado por rodadura. Se observaron probetas sin deformar en el centro y con deformación en los bordes, con aumento de 200x. En el anexo 3 tabla 3, aparecen los resultados de las mediciones de dureza realizadas a las muestras y en los anexos 4, 5, 6, 7, 8 y 9, las microestructuras de las muestras deformadas según el diseño de experimento propuesto en el epígrafe 2.5 tabla 2.4 del capítulo II. Se analizará el comportamiento de las probetas en correspondencia con el diseño de experimentos, desde el nivel mínimo hasta el nivel máximo. Con fuerza de 500 N (figuras 3.12, anexos 4 y 5), la red cristalina comienza a deformarse con el alargamiento de los granos y con la agrupación del enrejado cristalino, la aleación comienza a adquirir dureza producto de las tensiones de compresión generadas por el rodillo, según ha sido reportado por Fernández et al. (2008a; 2008b y 2008c). Para fuerza de 1 500 N (figuras 3.13, anexos 6 y 7), con el incremento de las variables hay una mayor compactación de los granos en la red cristalina, la estructura se comporta con granos más homogéneos; en la medida que se introduce más deformación, hay una reducción del tamaño promedio de los mismos, creándose las condiciones para provocar las dislocaciones, las cuales son las causantes de la deformación del material en frío. Con fuerza de 2 500 N y número de revoluciones de 110 rev/min (figuras 3.14, anexos 8 y 9), se logra una estructura con mayor agrupación de los granos, motivado por el incremento de las variables fuerza, avance de la herramienta y número de revoluciones, según fue planteado por Fernández et al. (2008a; 2008b y 2008c). �En las probetas sometidas a deformación, se observa una estructura bifásica de ferrita – perlita, donde existe una agrupación orientada de los granos en la superficie, los límites de los granos se hacen más finos (desde el número 5 para la muestra patrón, hasta el número 10, para la muestra deformada con fuerza de 2 500 N), con estructura en bloque de mosaico, dividida en pequeñas proporciones y una deformación clara de la red cristalina. Después de ser sometidas a la acción de cargas por rodadura, en las microestructuras se nota un desplazamiento de los planos perdiendo su paralelismo, existe una distorsión en el núcleo a lo largo de los átomos que están por encima del plano de deslizamiento, además nos aporta la dirección y el sentido en el que se mueve la dislocación, siendo el plano de deslizamiento y la dirección de deslizamiento perpendicular a la línea de dislocación. El endurecimiento en la capa superficial durante la deformación plástica superficial por rodillo, se desarrolla como resultado del arrugado de las micro - irregularidades producidas por el tratamiento, lo que fue expuesto además por Fernández et al. (2008a; 2009 y 2010). La deformación plástica en el acero AISI 1045, representa el movimiento de las dislocaciones por los planos de deslizamiento, con su salida a la superficie de los cristales, es por eso �que el surgimiento de cualquier tipo de obstáculo, capaz de dificultar el movimiento de las mismas, provoca el endurecimiento del policristal y el incremento de la resistencia de la aleación. Entre los referidos obstáculos están otras dislocaciones que se encuentran en el cristal, el frenaje al movimiento se logra a través de la reducción del tamaño de grano, como consecuencia del endurecimiento por �deformación plástica en frío (acritud), según se reportó por Fernández et al. (2008a; 2008b y 2008c; 2009 y 2010). Los bordes de los granos durante el proceso de deformación en frío del acero AISI 1045, se convierten en una barrera para el desplazamiento de las dislocaciones, al reducirse el tamaño del grano, según se observó en las microestructuras, aumentan el número de defectos, los cuales frenan el desplazamiento de las dislocaciones por la existencia del desorden atómico en el borde del grano, que trae como resultado una discontinuidad de los planos de deslizamiento de un grano a otro. La reducción del tamaño del grano ferrítico lo hace más duro y resistente, ya que aumenta el área total de fronteras del grano, los cuales impiden el movimiento de las dislocaciones, ha sido expuesto por Buraya (2001); Alfonso (2002) y Rose (2003). Los resultados obtenidos del comportamiento microestructural coinciden con Fernández et al. (2008a; 2008b; 2009a; 2009b y 2010) y constituye la segunda novedad de la investigación. 3.7. Análisis de las tensiones por difracción de rayos x Para determinar las tensiones de primer y segundo género que caracterizan el mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045 deformado por rodadura, se tienen en cuenta parámetros como son: el comportamiento de las macro y microdeformaciones, el análisis de la distancia interplanar no tensionada, el análisis de la distancia interplanar tensionada, �la determinación de la anchura a media altura, el comportamiento del dominio cristalito, el comportamiento de la deformación y el análisis de la deformación media de la red. 3.7.1. Comportamiento de las macro y microdeformaciones El análisis de las microdeformaciones se realizó para los índices de Miller hkl110; hkl200 y hkl211, se consideró la longitud de onda y el coeficiente K para cada ángulo de difracción. De los resultados obtenidos de la tensión de compresión en frío, en muestras de acero AISI 1045, sometida a proceso de rodadura, se pudo determinar los parámetros de las macrotensiones en las nueve muestras deformadas, los cuales aparecen en la tabla 4 del anexo 10, donde se pudo apreciar que:  Existen componentes de cizalladura no nulas que son mayores en las superficies tratadas del cilindro (CT).  Los ángulos α que forman la tensión principal σ1 con el eje de la barra son significativos en los casos analizados, indicando que las direcciones principales del tensor no coinciden con los ejes del sistema de referencia seleccionado (ZZ´y φφ).  Los tratamientos de rodadura aumentan las tensiones de compresión en las superficies tratadas.  La tensión en la dirección radial, normal a la superficie resulta nula. Para los puntos de medición P = TN; TT, se cumple que σ (℮z) = 0. Para evaluar las microdeformaciones en las muestras analizadas, se tomó como referencia la barra libre de tensiones y la muestra nueve, por ser la muestra con mayor deformación. En la muestra libre de tensión, se pudo observar la ausencia de microdefoermaciones y gran tamaño de cristalito o dominios coherentes. En la barra nueve hay existencia de una disminución del tamaño de esos dominios y un aumento de la microdeformación. El menor esfuerzo encontrado es debido al hecho de que �el deslizamiento que ocurre por los esfuerzos cortantes no sucede simultáneamente en todas las posiciones atómicas que se han desplazado en una posición, sino de forma ordenada átomo tras átomo y que han ocupado la vacante del frente de la dislocación. En todas las superficies deformadas por rodillo, las tensiones residuales obtenidas son de compresión (signo negativo), alcanzando para la muestra nueve un nivel de – 156 MPa (tabla 4 anexo 10). Se aprecia que al aumentar la magnitud del módulo de la tensión residual de compresión existe mayor dureza, en la medida que se incrementan los niveles de las variables fuerza, avance de la herramienta y número de revoluciones del husillo. 3.7.2. Análisis de la distancia interplanar no tensionada Para determinar el resultado de sen θ por la ecuación 2.23, se consideró los valores de los índices de Miller (hkl), obtenidos en la ecuación 2.24 para cada distancia interplanar, en relación con el parámetro de red a de las series de planos (110); (200) y (211). El valor de dhk1110 = 0,20265 nm; dhkl200 = 0,14332 nm y dhkl211 = 0,11718 nm. El ángulo de difracción para el plano (211) es 41,22º, para el plano (200) es 32,54º y para el plano (110) es 22,35º. Al sustituir todos los resultados en la ecuación 2.23 tenemos que el sen θ = 0,659, para el plano (211); el sen θ = 0,537, para el plano (200) y sen θ = 0,378, para el plano (110). El cálculo de la distancia interplanar no tensionada se realizó por la ecuación 2.25, para lo que se consideró los resultados de la ecuación 2.24, el módulo de elasticidad de primer género, el coeficiente de Poisson (ν = 0,33), la tensión axial y la tensión circunferencial. Se tiene entonces que do, para el plano (211) es de 0,117131 nm; el valor de do, para el plano (200) es igual a 0,14344 nm y do, en el plano (110) es 0,20286 nm. Como se observa, en un material libre de tensiones el valor de la distancia interplanar para una familia de planos, es independiente de sus orientaciones con respecto a la muestra, en caso contrario la variación será función de la orientación del plano respecto a la tensión. �3.7.3. Análisis de la distancia interplanar tensionada Se determinó la distancia interplanar tensionada por la ecuación 2.26, las magnitudes de   ; σ1 y σ2, se tomaron de la tabla 4 del anexo 10 y el valor de do, se calculó por la ecuación 2.25. En las tablas 5 y 6, del anexo 10 aparecen los resultados de d  , para los planos (211) y (200) y en la tabla 7 del anexo 11, los valores de d  , para el plano (110). La figura 3.15 muestra el comportamiento de d  vs sen 2 en el plano (211) se consideró la probeta nueve, la que fue deformada con una fuerza de 2 500 N; avance de 0,25 mm/rev y número de revoluciones de 110 rev/min. Figura 3.15. Comportamiento de d  con respecto a sen 2 . Los resultados muestran una reducción entre la distancia interplanar no tensionada (1,17131 Å) con respecto a la distancia interplanar tensionada (1,17004 Å), la superficie comprimida revela la existencia de una tensión de compresión atendiendo a la disminución de la distancia interplanar libre de tensiones a medida que aumenta el ángulo , así como la presencia de tensiones debido a los cambios que se producen en los parámetros cristalográficos de la red. El resultado más significativo es la relación entre el tamaño de las partículas y las tensiones residuales de compresión obtenidas, de manera que al disminuir el tamaño de las mismas aumentan en módulo, la magnitud de las tensiones residuales. �Los efectos que han causado las tensiones internas son del tipo microscópico y se pueden considerar como: dislocaciones, fallas de apilamiento, vacancias, gradientes de composición o de tensión, límites de granos, por los cuales ha existido variación de la distancia interplanar. Estos resultados muestran que hay una distribución de esfuerzo deformación dentro del área irradiada, lo que justifica el uso del análisis clásico del sen2 ψ. 3.7.4. Determinación de la anchura a media altura Por la ecuación 2.27 se determinó la anchura a media altura, considerando la constante K (0,9), la longitud de onda, el tamaño de las partículas y el senθ, todos estos parámetros para los índices de Miller (hkl). La figura 3.16 establece el comportamiento de la anchura a media altura vs la constante K. Figura 3.16. Comportamiento de β respecto K. En la figura 3.16 se observa que para las muestras ocho y nueve se obtienen resultados diferentes en cada reflexión con respecto a la muestra libre de tensión. En la barra nueve para el plano β110 = 0,030 rad; para el β200 = 0,041 rad y para el β211 = 0,030 rad, en la barra ocho el valor de β110 = 0,031 rad; para el β200 = 0,035 rad y para el β211 = 0,037 rad. Los valores de la constante K calculados son: K110 = 4,93 nm, K200 = 6,97 nm y K211 = 8,54 nm. En un cristal finito cuando un haz incide con un ángulo próximo a θ, el haz difractado no se anula, según ha sido reportado por Cullity (1972). El pico de difracción tiene �entonces una anchura física pura β (anchura a media altura del pico), que está relacionada con el tamaño de grano (o dominio de coherencia). La variación obtenida permite plantear que, con el aumento del valor en el pico de difracción, existe una disminución del dominio cristalito. La magnitud de  muestra K, nm-1 para la reflexión (200) se distancia bastante de la tendencia seguida por el resto de las reflexiones, ocurre cuando en la morfología exterior existe un apilamiento o acumulación de partículas unas sobre otras en una misma dirección, ofreciendo la misma cara al haz incidente de rayos x, que coincide con la familia del plano (200). La altura del pico se incrementa desde 0,013 rad, en la muestra libre de tensiones, hasta 0,041 rad en la probeta nueve, lo que provoca el ensanchamiento del pico de difracción. El pico se ensancha por el efecto del refinamiento de la microestructura (disminución del dominio cristalito) y por el aumento de la tensión residual (microdeformaciones). Ambos efectos están relacionados con la deformación en frío introducida por la acción del rodillo sobre la superficie. El ensanchamiento de los picos de difracción está influenciado, además, por la reducción del tamaño del grano y el aumento del trabajo de deformación en frío del material, el cual provoca un aumento de la densidad de dislocaciones, defectos de apilamiento reticular y un incremento de las tensiones residuales de segundo género. El valor obtenido de la anchura a la mitad de la amplitud del máximo (FWHM: Full Width Half-Maximum) está afectado por dos factores: el tamaño de grano y las tensiones existentes. El método Williamson - Hall permite separar los aportes al ancho de línea del tamaño de cristalito y de la microdeformación en el material. Se demuestra que el incremento del semiancho físico del pico se debe exclusivamente a los defectos que aparecen en la estructura luego de la compresión dinámica. �Cuando la dependencia no se obtiene lineal indica una anisotropía en el incremento del semiancho físico del pico que origina o condiciona el material, por ejemplo, la cinética de crecimiento de un cristal, según fue reportado por Kashiwaya (1985) y Valiev et al. (2000). 3.7.5. Comportamiento del dominio cristalito El tamaño medio de cristalito de la fase cristalina, fue determinado por la ecuación 2.28, los parámetros analizados fueron la constante K, la longitud de onda y la altura del pico (β) para cada plano, como se observa en la figura 3.17. Figura 3.17. Comportamiento del dominio cristalito con respecto a sen2 ψ. Se observa que en la muestra nueve, en la medida que aumenta el ángulo ψ, existe un desajuste de volumen entre distintas zonas del material, lo que ha sido provocado por la introducción de deformación plástica no homogénea, por átomos en las cercanías de la superficie y por la disminución del dominio cristalito. La disminución del dominio cristalino hasta 0,116082 nm, se produce porque la deformación plástica ha multiplicado el número de dislocaciones en la muestra. Se pudo determinar que durante el proceso, existe un deslizamiento en los granos de la red cristalina, los cuales son producidos por los esfuerzos cortantes (τ) que actúan en la dirección de los planos cristalinos que fluyen, cuando su magnitud es mayor que la resistencia característica del cristal (τc). Todos estos comportamientos tienen como �consecuencia final la formación de celdas de dislocaciones por aniquilación o recombinación para reducir la energía del sistema y que dan lugar a una estructura de subgranos, dentro del grano original, por tanto una disminución del tamaño efectivo de la zona de coherencia cristalina. Por otro lado, el aumento de las tensiones residuales en el material viene originado por los campos de tensiones asociados a las dislocaciones y su multiplicación y al incremento de la densidad de dislocaciones. El comportamiento obtenido tiene causas muy variadas, desde la formación de paredes densas de dislocaciones dentro de un grano, acumulación o apilamiento en las paredes de los granos, agrupamiento desordenado dentro del grano, según reportan Cullity (1967); Klien y Hurlbut (1996); Börner y Eckert, (1997) y Sugimoto (1999). 3.7.6. Comportamiento de la deformación La deformación se determinó teniendo en cuenta las ecuaciones 2.29 y 2.30, para lo cual se consideró las variaciones de la distancia interplanar no tensionada y tensionada en las superficies cilíndricas tratadas y no tratadas. En la tabla 8 del anexo 11 se recogen los parámetros de la deformación (   ) y en la figura 3.18 el comportamiento de la deformación respecto al sen2 ψ. Figura 3.18. Comportamiento de la deformación ( ) considerando (d  do) respecto a sen 2 . �En la figura 3.18 se considera el comportamiento de la muestra nueve después del proceso de deformación plástica en frío, con respecto a la muestra libre de tensiones. Las tensiones macroscópicas o macrotensiones se obtienen en la muestra nueve como resultados de la extensión de los granos por encima de lo medido en el material no tensionado, sin embargo, esta anomalía también puede atribuirse a la tensión desequilibrada entre la superficie y el volumen del material en los bordes de los granos, por las tensiones desequilibradas por el movimiento de las dislocaciones, las cuales incrementan el signo de las deformaciones en el proceso de deformación en frío. La dependencia obtenida en la curva hasta – 0,0027, es producto de la formación de nuevos cristales durante el proceso de compresión dinámica, dando lugar a dominios cristalitos, cuyos planos han permanecidos orientados perpendicularmente a la dirección en la que se produjo la deformación y que coinciden con la forma exterior de la partícula, donde las tensiones han aparecido como resultado del cambio entre la capa de la superficie del material no deformado y el tensionado por el proceso de deformación plástica, lo que ha introducido cambios en los perfiles de difracción de rayos x, por dos efectos mezclados, tamaño de cristalitas y esfuerzos en la red cristalina. Según reportes realizados por autores como: Suryanarayana (1998); Callister (1999); Vives et al. (2004); Davidienkov y Fitzpatrick (2005), la causa por la que una disminución del tamaño de grano, trae como consecuencia un aumento de la dureza, se debe a dos factores, el primero es que al disminuir el tamaño de grano, aumenta el número de fronteras de grano en una misma área, esto provoca una elevación de las tensiones a nivel cristalino, el otro es que en las aleaciones policristalinas, los bordes de los cristales constituyen un obstáculo ante el que se acumulan las dislocaciones. �3.7.7. Análisis de la deformación media de la red En la ecuación 2.31 para determinar la deformación media de la red, se consideró la altura media del alto del pico (β) y el ángulo de difracción de Bragg (θ), para cada plano; siendo e211 = 0,00856; e200 = 0,01611 y e110 = 0,01838. Los parámetros de red calculados, en cada plano, varían según se rota el ángulo de difracción θ y cambia la magnitud de β, se atribuye a la presencia de tensiones residuales que inducen cambios en el espaciamiento interplanar y por lo tanto en el parámetro de red de la celda unitaria, esto da origen al ensanchamiento y corrimiento de los picos de difracción, en relación con la ubicación de 2θ y con respecto a los picos de la muestra patrón, ese corrimiento y ensanchamiento del mismo origina tensiones internas (compresión) entre granos vecinos, lo cual densifica la capa superficial y favorece los niveles de dureza, dentro ciertos límites de espesor. Al determinar las regularidades del comportamiento microestructural, la deformación reticular, el efecto del tamaño de las cristalitas y las macros y microdeformaciones, los cuales caracterizan las tensiones de 1er y 2do género, se puede concluir que, con el empleo de rodillo, los mecanismos que provocan el endurecimiento en frío al acero AISI 1045 son: defecto lineal: dislocación de arista o de Taylor y defecto planar: límite de grano. Las conclusiones obtenidas sobre las macro y microdeformaciones y sus efectos constituyen la tercera novedad del trabajo, así mismo permiten dar cumplimiento a la hipótesis planteada en la investigación, porque en unión con las demás regularidades anteriormente definidas, permiten establecer el comportamiento metalúrgico del acero AISI 1045 deformado por rodadura y por ende controlar sus propiedades mecánicas. 3.8. Procesamiento estadístico de los resultados Se determinó estadísticamente, a través del análisis de regresión, la influencia de la aplicación de cargas de rodadura generadas por un rodillo, en la obtención de diversas �propiedades mecánicas y funcionales del acero AISI 1045, el comportamiento que se describe en los modelos que se desarrollan es su capacidad de endurecimiento. 3.8.1. Comportamiento de la dureza con relación a la fuerza La figura 3.19 muestra los resultados del ajuste a un modelo de regresión lineal para describir las regularidades entre la dureza y la fuerza, el procesamiento estadístico se muestra en la tabla 9 del anexo 11. Figura 3.19 Comportamiento de la dureza con relación a la fuerza. La ecuación del modelo ajustado para dureza es: HV  286,085  0,0687222  P La curva ajustada es: HV = 88,674Ln(x) + 177,13 y un coeficiente de correlación R2 = 0,9151 Dado que el p-valor en la tabla ANOVA es inferior a 0,01, existe relación estadísticamente significativa entre las variables para un nivel de confianza del 99 %. El estadístico R2 indica que el modelo explica un 93,7689 % de la variabilidad en la dureza. El error estándar de la estimación muestra la desviación típica de los residuos que es 54,0711. Este valor puede usarse para construir los límites de predicción para las nuevas observaciones. El error absoluto medio (MAE) de 42,727 es el valor medio de los residuos. Con el estadístico Durbin-Watson (DW) se examinaron los residuos y se observó que hay una �correlación significativa dado que el p-valor es inferior a 0,05; la variable fuerza tiene influencia sobre la dureza, esta última tiene tendencia a incrementar, en la medida en que se aumenta la fuerza. Se decide que para la simplificación del modelo, teniendo en cuenta que el p-valor más alto en la variable independiente es de 0,0000, para la fuerza (P), muy inferior al recomendado (0,01), el término de orden superior es estadísticamente significativo con un nivel de confianza del 99 %. Por tanto, probablemente las variables representan dicho modelo, lo que fue expuesto además por Fernández et al. (2008a). 3.8.2. Comportamiento de la dureza con relación al número de revoluciones La figura 3.20 muestra los resultados del ajuste a un modelo de regresión lineal para describir las regularidades entre la dureza y el número de revoluciones del husillo, el procesamiento estadístico se muestra en la tabla 10 del anexo 12. La ecuación del modelo ajustado para dureza es: HV  326,175  0,9891 nr La curva ajustada es: HV = 88,674Ln(x) + 177,13 y un coeficiente de correlación R2 = 0,91635 Figura 3.20. Comportamiento de la dureza con relación al número de revoluciones del husillo. Dado que el p-valor en la tabla ANOVA es inferior a 0,05; existe relación estadísticamente significativa entre HV y nr para un nivel de confianza del 95 %. El estadístico R2 indica �que el modelo explica un 91,635 % de la variabilidad en HV. El coeficiente de correlación es igual a 0,446805, indicando una relación relativamente débil entre la dureza y el número de revoluciones del husillo. El error estándar de la estimación muestra la desviación típica de los residuos que es 71,1446. Este valor puede usarse para construir límites de la predicción para las nuevas observaciones. El error absoluto medio (MAE) de 0,152048 es el valor medio de los residuos. El estadístico Durbin-Watson (DW) examina los residuos y se determinó que hay alguna correlación significativa basada en el orden en el que se han introducido los datos, ya que la variable número de revoluciones, incrementa la dureza en la misma medida en que se aumenta la misma. Dado que el p-valor es inferior a 0,05; hay indicio de una posible correlación serial, lo que fue reportado por Fernández et al. (2008a). 3.8.3. Comportamiento de la dureza con relación al avance En la figura 3.21 se muestran los resultados del ajuste a un modelo de regresión lineal para describir las regularidades entre la dureza y el avance de la herramienta, el procesamiento estadístico se muestra en la tabla 11 del anexo 12. Figura 3.21. Comportamiento de la dureza con relación al avance de la herramienta. La ecuación del modelo ajustado para dureza es: HV  507,917  791,795  S �La curva ajustada es: HV = 88,674Ln(x) + 177,13 y un coeficiente de correlación R2 = 0,9151. Dado que el p-valor en la tabla ANOVA es inferior a 0,01, existe relación estadísticamente significativa entre la dureza y el avance para un nivel de confianza del 99 %. El estadístico R2 indica que el modelo explica un 87,9943 % de la variabilidad en la dureza. El coeficiente de correlación es igual a -0,76154, indicando una relación moderadamente fuerte entre la dureza y el avance. El error estándar de la estimación muestra la desviación típica de los residuos que es 51,5409. Este valor puede usarse para construir límites de la predicción para las nuevas observaciones. El error absoluto medio (MAE) de 41,5062 es el valor medio de los residuos. Con el estadístico Durbin-Watson (DW) se examinaron los residuos y se determinó que la variable avance es significativa en la dureza durante el proceso de deformación en frío por rodadura. Dado que el p-valor es inferior a 0,05, hay indicio de una posible correlación serial, lo que fue expuesto además por Fernández et al. (2008a). 3.8.4. Análisis de varianza Se realizó el análisis de varianza, según el método de Fisher, para evaluar el nivel de significación de las variaciones provocadas por los diferentes experimentos. Se desarrolló el análisis a partir de la ecuación 2.32. Los resultados aparecen en la tabla 12 del anexo 13. Los cocientes F están basados en el error cuadrático medio residual. Puesto que se ha elegido la suma de cuadrados Tipo III (valor por defecto), se ha medido la contribución de cada factor eliminando los efectos del resto de los factores. Los p-valores que se representan comprueban la importancia estadística de cada uno de los factores. Dado que 2 p-valores (P y S) son inferiores a 0,05, tienen efecto estadísticamente significativo en HV para un 95,0 %. �Se determinó la descomposición de la varianza de los datos en dos componentes: una componente entre grupos y otra dentro de cada grupo. El F-crítico, que en este caso es igual a 27,21; es el cociente de la estimación entre grupos y la estimación dentro de los grupos. Puesto que el p-valor del test F es inferior a 0,05, hay diferencia estadísticamente significativa entre las medias de las 4 variables a un nivel de confianza del 95,0 %. 3.8.5. Análisis de los criterios En el caso de repeticiones, dado que el F no sobrepasa a 3,182 el valor de F0, 05, para 2 y 52 grados de libertad, no se puede rechazar la hipótesis nula, es decir el experimento se realiza bajo control estadístico; no hay diferencia significativa entre las repeticiones de cada experimento. Puesto que para los efectos principales nr; P; S, el F toma los valores de 56616,33; 146254, 8 y 1,54 respectivamente y todos ellos sobrepasan a 3,182 el valor de F0,05, para 2 y 52 grados de libertad, excepto nr, la hipótesis nula se rechaza en el caso de los factores P y S, al analizar las variaciones de nr; P y S de manera independiente, influyen significativamente en el comportamiento de la dureza solamente los factores fuerza y avance de la herramienta. Si se trata del efecto de interacciones de dos factores nrP; nrS y SP, el Fisher toma valores de 5115,98; 782,44 y 334, 23 por lo que exceden respectivamente a 2,56; el valor de F0, 05 para 4 y 52 grados de libertad, se debe rechazar la hipótesis nula; cuando varían simultáneamente las interacciones vistas de manera independiente, se observan variaciones significativas en el comportamiento de la variable independiente, la dureza. Para el efecto de interacciones con tres factores nr; P; S, dado que F toma un valor de 470,68 sobrepasa a 2,13, el valor de F0,05, para 8 y 52 grados de libertad, la hipótesis nula �se rechaza; quiere decir que cuando varía simultáneamente nr; P; S, se aprecian variaciones significativas en la dureza. 3.8.6. Comportamiento de las variables del experimento Como se aprecia, la capacidad de endurecimiento (H) tiene un comportamiento creciente en la misma medida que se incrementan las variables del proceso de experimentación: número de revoluciones del husillo (nr), la fuerza (P) y el avance de la herramienta. El incremento de la dureza en las probetas de 206 a 457 HV, a partir de un valor inicial promedio igual a 170 HB en las probetas patrón, se produce entre otras causas, por la reducción que provoca en el tamaño del grano la acción de las cargas por rodadura, el resultado se corresponde con la hipótesis de que al incrementar las tensiones de compresión, surge un estado tensional que deforma la aleación, provoca deformaciones reticulares, disminuye el efecto del tamaño de las cristalitas y se crean macro y microdeformaciones, que incrementan la dureza final y mejoran el comportamiento del material en correspondencia con el mecanismo de endurecimiento. Al comparar los resultados de la dureza superficial con Díaz (2006), se observa que en los resultados obtenidos por este autor, la dureza incrementa desde 222 HV hasta 242 HV, con un máximo de fuerza de 2 000 N; mientras que con fuerza de 2500 N, empleada en el presente trabajo, se alcanza una dureza de 457 HV, esto demuestra que en la medida que se incrementa esta variable, el acero AISI 1045 obtiene mayor dureza en la superficie. 3.9. Efectos en el orden social y ambiental Uno de los procedimientos que ofrece perspectivas alentadoras para lograr la elevación de las propiedades mecánicas del acero AISI 1045, es el endurecimiento de materiales por deformación plástica en frío empleando rodillo, constituyendo un ejemplo del aprovechamiento de un método que aunque no es novedoso, sustituye operaciones como �los tratamientos térmicos, brindándole a los materiales excelentes propiedades físico – mecánicas, con el mínimo de costos y con menos contaminación del medio ambiente. Es un método alternativo ventajoso respecto a los esquemas tecnológicos tradicionales empleados para aumentar la calidad de las superficies de las piezas, con mayor eficiencia técnica – económica. 3.10. Determinación del efecto económico Para la estimación de los costos de fabricación que se desean determinar se parte de la metodología del cálculo del costo de fabricación conocida como “Ficha para costos, precios y su componente en pesos convertibles” que en formato de hoja de cálculo se utiliza como norma empresarial en la Empresa Mecánica del Níquel Comandante” Gustavo Machín Hoed de Beche” de Moa. La valoración del estimado se hará con un fondo anual de 286 días laborables. 3.10.1. Costo de la pieza endurecida por deformación plástica superficial Una vez calculados los tiempos para la elaboración de la pieza deformada plásticamente, y teniendo en cuenta la incidencia de máquinas, operarios, energía eléctrica, el costo estimado de fabricación por el proceso por deformación plástica superficial es de 8,39 CUP y 5,37 CUC. Los resultados aparecen en la tabla 13 del anexo 14. 3.10.2. Costo de la pieza con tratamiento térmico de alta frecuencia Después de calculados los tiempos de cada operación, incluido el torneado previo y el posterior rectificado, se puede apreciar la ficha del costo de fabricación de la pieza, cuyo valor estimado es de 36,93 CUP y 8,78 CUC. Los resultados aparecen en la tabla 14 del anexo 15. Al evaluar el comportamiento de la fabricación de las piezas por ambos procesos con un fondo anual de 286 días laborables se tiene que: � Deformación plástica superficial: 2 399,54 CUP y 1 535,82 CUC.  Tratamiento térmico y rectificado: 10 561,98 CUP y 2 511,08 CUC. El costo de fabricación de la pieza mediante la variante de temple por alta frecuencia y revenido alto es mayor que por deformación plástica superficial por rodillo simple, se obtiene que la deformación plástica por rodillo es un proceso más económico para mejorar las cualidades y las propiedades físico - mecánicas de la superficie de las piezas. 3.11. Aporte en la dimensión ambiental En el proceso de maquinado se produce gran cantidad de desechos sólidos, los mismos en forma de virutas, al ser depositados en un lugar específico, alteran el equilibrio de ese pequeño ecosistema, ya que en su composición poseen elementos que pueden ser lixiviables bajo la acción de las altas temperaturas y las lluvias donde pasan a las aguas subterráneas contaminándolas. Por otro lado, en los talleres de manufactura se consume una gran cantidad de energía eléctrica, la cual se toma de la red nacional y se convierte en gasto de combustible y contaminación atmosférica debido al proceso de combustión. El empleo de tratamientos térmicos para lograr dureza superficial en las piezas, conlleva al menos a un mayor consumo de electricidad, donde casi siempre la pieza adquiere un temple volumétrico (como en el caso del temple y revenido) con el lógico despilfarro de portadores energéticos, también porque emplean equipos que son altamente consumidores. Adicionalmente, para diferentes variantes de tratamiento térmicos se utilizan en ocasiones una serie de productos químicos y de combustibles, sólidos y gaseosos que generan gases contaminantes al medio ambiente (vapores de sales, monóxido de carbono), además de desechos sólidos (grasas sólidas, aceites, restos de combustibles líquidos), también es conocido que la mayor parte de los residuos, generados por la industria de tratamiento �térmico, proviene de soluciones de cianuro, de agentes enfriadores empleados, aguas residuales, de medios abrasivos, de material refractario y procesos de revestimiento, que en mayor o menor medida, afectan sensiblemente a la salud humana y son potencialmente peligrosos como agentes contaminantes del entorno. Las implicaciones económicas y sociales que esto representa son universalmente conocidas, así como de los esfuerzos que a numerosas instancias se hacen en Cuba para disminuir el impacto negativo que estas tecnologías poseen. La aplicación del proceso tecnológico conocido como deformación plástica superficial por rodillo, en muchos casos, evita o hace innecesario el empleo de las tecnologías contaminantes del medio ambiente y altos consumos de energía, las propiedades físico – mecánicas se pueden lograr de las reservas internas del material, que se manifiestan a partir de la deformación en frío de su superficie en forma controlada. El proceso posee la ventaja adicional de que no induce efectos colaterales negativos en la pieza como en el caso del temple, donde hay que aplicar tratamientos adicionales, para eliminar las tensiones surgidas. Se disminuye también el nivel de ruido. �3.12. Conclusiones del capítulo 3  La interrelación entre el rodillo y la superficie deformada determinada por el método de la cicloide en los ejes x e y, durante el proceso de deformación en frío con rodillo, provocan tensiones de comprensión y tracción, así como variaciones en la macro y microdeformación por efecto de la deformación reticular.  Al determinar la relación tensión – deformación del acero AISI 1045 sometido a deformación superficial por rodadura en frío y su comparación con el mismo acero, sometido a deformación plástica plana simple, se comprobó que existe una disminución del tamaño de grano, así como en el exponente de endurecimiento n.  Las muestras deformadas revelan una estructura ferrítica – perlítica, antes y después del tratamiento, se observa la deformación de la red cristalina por la reducción del tamaño de los granos, provocado por el incremento de las tensiones de contacto desde 293,45 MPa hasta 493,85 MPa.  Los resultados obtenidos de la distancia interplanar no tensionada, la distancia interplanar tensionada, el dominio cristalito y la atura del pico, permiten estimar la deformación reticular del parámetro de red a, el tamaño de los cristalitos, esfuerzos en la red cristalina y determinar el mecanismo de endurecimiento del acero AISI 1045 deformado por rodadura, lo cual se confirma con el análisis cualitativo de la difracción por rayos x. �CONCLUSIONES GENERALES  La distribución de tensiones en la sección del cuello de las muestras deformadas y luego traccionadas permitió, a partir del análisis metalográfico, determinar la reducción del tamaño del grano desde el número 6 hasta un tamaño de grano número 10, así como variaciones en el exponente de endurecimiento, siendo para este acero sometido a deformación plástica plana simple n = 0,19 y para el mismo acero deformado por rodillo en frío n = 0,06.  Las microestructuras obtenidas en muestras deformadas presentan un tamaño de grano desde el número 5 hasta un tamaño de grano 11, en una profundidad de 1,7 mm, provocado por la acción del rodillo sobre la superficie, por lo que ha existido deformación reticular, disminución en el tamaño de las cristalitas y variaciones en la macro y microdeformación del acero AISI 1045 deformado en frío.  Por la ocurrencia del deslizamiento en el cristal, que por efecto de las tensiones en el acero AISI 1045, provoca desplazamiento de los planos de difracción, en la dirección que se produjo el esfuerzo, el proceso de deformación plástica superficial por rodillo simple ocurre por la acción combinada de los mecanismos de: defecto lineal: dislocación de arista o de Taylor y defecto planar: límite de grano.  El procedimiento tecnológico de endurecimiento mediante deformación plástica superficial por rodillo, de piezas fabricadas de acero AISI 1045, tiene un significativo efecto económico con respecto al método tradicional del tratamiento térmico, permite un ahorro de 9 137,7 entre CUP y CUC en un año de trabajo. �RECOMENDACIONES  Aplicar el procedimiento tecnológico descrito en el trabajo, generalizando los resultados de esta investigación en las industrias del níquel y otras empresas donde se utilizan componentes fabricados de aceros AISI 1045 y que deben ser sometidos a régimen de tratamiento térmico para incrementar su resistencia al desgaste y la fatiga.  Profundizar en el comportamiento microestructural del acero AISI 1045 deformado por rodadura con la aplicación de método como la Microscopía Electrónica de Barrido, así como establecer un modelo matemático que describa las regularidades mecánicas y funcionales de dicho acero.  Profundizar en el estudio de la anchura a la mitad de la amplitud del máximo a través de la ecuación  cos  hkl   0,9  sen hkl  , que puede ser determinada a través d de un perfil Lorentziano o Gaussiano, uno pseudo-Voigth o con transformadas de Fourier. �REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. 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Weinheim, Germany. 2002. �LISTADO DE SÍMBOLOS S- avance de la herramienta; mm/rev X2- avance de la herramienta; mm/rev C- superficie inferior del rodillo; mm Rper - perfil del radio del rodillo; mm Drod - diámetro del rodillo; mm t- profundidad de corte; en mm R2 - radio de la superficie de endurecimiento de la pieza; mm R1; R3 - radios de la sección de trabajo del rodillo; mm h- profundidad de la capa endurecida; mm d eje - diámetro de la pieza; mm R1, 2, 3, 4 - radios de curvatura del rodillo ( R1 y R3 ) y la pieza ( R2 y R4 ); mm l- magnitud corriente del largo de la zona de contacto; mm Z- mitad del ancho de contacto del rodillo; mm Zk - variación de la profundidad en la pieza; mm RPE - radio de la pieza elaborada; mm Sz y S y - movimiento por cicloide en los ejes z e y, mm rp - radio del rodillo; mm hp - profundidad de penetración del rodillo; mm T- capa sin deformar delante del rodillo; μm - tensión correspondiente a la carga aplicada; MPa  máx - tensiones máximas en el área de contacto; MPa � máx aplast - tensión máxima de aplastamiento; MPa i - tensión inicial; MPa B - tensión elástica del material; MPa τxy - tensión de cizalladura en el plano xy perpendicular a z, MPa Δσ - variación de las dislocaciones; MPa σA - tensión axial; MPa σC - tensión circunferencial; MPa  - tensión residual en el punto de la superficie; MPa 1 y  2 - tensiones principales en el plano de la superficie; MPa Su - esfuerzo último; MPa Ko - coeficiente de endurecimiento; MPa E- módulo de elasticidad de la pieza; MPa eo tensión ingenieril; MPa P- Fuerza; N H- dureza; N HV - dureza Vickers; N Pp - fuerza ejercida por el rodillo sobre el material; N T - tensión de fluencia del material a la tracción; N/mm2 Fn - fuerza sobre la zona de contacto; N Y1 - dureza obtenida del ensayo; N X1 - fuerza del rodillo sobre la probeta; N �Lk - carga de la zona de contacto; N k - ángulo de contacto a la mitad del ancho de contacto; Z k en grados  - ángulo principal de posición; en grados - ángulo de incidencia principal; en grados - ángulo de ataque; en grados α (0) - ángulo principal de mayor valor en el eje del cilindro zz’; grados - ángulo de difracción; grados ψ- ángulo de la tensión residual para la difracción; en grados FWHM - anchura a media altura de los picos de difracción; rad d hkl - distancia interplanar considerando los índices de Miller; nm do - distancia interplanar libre de tensiones; nm d  - distancia interplanar tensionada en la dirección a los ángulos  y ; nm t- tamaño medio de cristalito; nm Å- Ángstroms; Å - longitud de onda de la radiación; Å dA - diámetro atómico; Å Vc- velocidad de corte; m/min Tm - tiempo de maquinado; min nr – número de revoluciones del husillo; rev/min  - deformación del material; % z - deformaciones en el eje z; % y- deformaciones en el eje y; % �e- deformación media de la red; %   - deformación de la red en la dirección a los ángulos  y ; % n- exponente del coeficiente de endurecimiento; % D- número de experimentos F- número de factores a- coeficiente que tiene en cuenta el radio del rodillo y la pieza np - coeficiente que depende de los radios de la pieza y el rodillo A y m- parámetros que dependen de las características mecánicas del material M - parámetro que corresponde al ángulo de contacto 0  M  k - coeficiente de Poisson �Anexo 1 Tabla 1. Proceso para el análisis microestructural de las muestras deformadas y luego traccionadas σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σi (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 σo (MPa) ε (mm) 0 0 Muestra 1 (Fuerza de 500 N; nr de 27 rev/min y S de 0,075 mm/rev) 90,4 180,8 271,2 361,6 452,0 542,4 632,8 723,2 813,6 0,026 0,053 0,080 0,106 0,133 0,160 0,186 0,213 0,240 Muestra 2 (Fuerza de 1 500 N; nr de 27 rev/min y S de 0,125 mm/rev) 91,4 182,8 274,2 365,6 457,0 548,4 639,8 731,2 822,6 0,026 0,052 0,079 0,105 0,132 0,158 0,184 0,211 0,237 Muestra 3 (Fuerza de 2 500 N; nr de 27 rev/min y S de 0,075 mm/rev) 98,1 196,2 294,3 392,4 490,5 588,6 686,7 784,8 882,9 0,026 0,052 0,076 0,102 0,127 0,153 0,178 0,204 0,229 Muestra 4 (Fuerza de 500 N; nr de 54 rev/min y S de 0,125 mm/rev) 90,7 181,4 272,1 362,8 453,5 544,2 634,9 725,6 816,3 0,027 0,054 0,081 0,108 0,135 0,162 0,189 0,216 0,243 Muestra 5 (Fuerza de 1 500N; nr = 54 rev/min y S = 0,125 mm/rev) 96,5 193,0 289,5 386,0 482,5 579,0 675,5 772,0 868,5 0,026 0,053 0,080 0,106 0,133 0,160 0,186 0,213 0,240 Muestra 6 (Fuerza de 2 500 N; nr de 54 rev/min y S de 0,125 mm/rev) 101,2 202,4 303,6 404,8 506,0 607,2 708,4 809,6 910,8 0,026 0,051 0,076 0,104 0,133 0,157 0,183 0,209 0,235 Muestra 7 (Fuerza de 500 N; nr de 110 rev/min y S de 0,25 mm/rev) 95 190 285 380 475 570 665 760 855 0,027 0,055 0,083 0,109 0,131 0,164 0,191 0,217 0,245 Muestra 8 (Fuerza de 1 500 N; nr de 110 rev/min y S de 0,125 mm/rev) 97,6 195,2 292,8 390,4 488,0 585,6 683,2 780,8 878,4 0,026 0,053 0,080 0,107 0,134 0,160 0,187 0,214 0,241 Muestra 9 (Fuerza de 2 500 N; nr de 110 rev/min y S de 0,25 mm/rev) 102,1 204,2 306,3 408,4 510,5 612,6 714,7 816,8 918,9 0,025 0,052 0,078 0,105 0,137 0,158 0,184 0,211 0,236 704,0 0,267 716,0 0,264 774,0 0,262 708,0 0,270 759,0 0,267 800,0 0,264 753 0,271 769,0 0,268 810,0 0,255 �Anexo 2 Tabla 2. Resultados del exponente de endurecimiento n Niveles (+1) (∆) (-1) Muestras 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Respuestas nr (rev/min P (N) S (mm/rev) 110 2 500 0,25 54 1 500 0,125 27 500 0,075 27 27 27 27 27 27 27 27 27 54 54 54 54 54 54 54 54 54 110 110 110 110 110 110 110 110 110 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 Salidas logσ n logσ n1 0,11 0,10 0,10 0,11 0,11 0,09 0,10 0,09 0,06 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,06 0,08 0,07 0,07 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,08 0,06 0,07 0,06 ñ ñn 0,10 2,31 0,10 2,24 0,08 2,22 0,09 2,32 0,08 2,27 0,07 2,22 0,09 2,37 0,08 2,32 0,06 2,04 �Anexo 3 Tabla 3. Resultados de la matriz de planificación del experimento Niveles (-1) (0) (+1) Ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Respuestas nr (rev/min P (N) S (mm/rev) 27 500 0,075 54 1 500 0,125 110 2 500 0,25 27 27 27 27 27 27 27 27 27 54 54 54 54 54 54 54 54 54 110 110 110 110 110 110 110 110 110 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 500 500 500 1 500 1 500 1 500 2 500 2 500 2 500 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 0,075 0,125 0,25 Salidas H (HV) HV1 205 205 204 216 224 228 231 232 231 260 263 265 316 318 318 326 325 336 346 353 360 403 415 424 436 446 457 HV2 207 207 206 217 223 228 230 232 231 260 263 264 317 316 319 325 327 337 345 354 359 403 414 426 434 444 457 HV3 206 206 205 220 225 228 231 233 233 261 263 265 316 317 321 324 330 335 346 357 360 400 417 428 435 446 458 �Anexo 4 Figuras 3.11. Deformación para fuerza de 500 N y nr de 27 rev/min Figura a. Muestra patrón. Figura c. Deformada con P = 500N; S = 0,125 mm/rev y nr = 27 rev/min. Figura b. Deformada con P = 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 27 rev/min. Figura d. Deformada con P = 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 27 rev/min. Deformación para fuerza de 500 N y nr de 54 rev/min Figura e. Deformada con P = 500N; S = 0,075 mm/rev y nr = 54 rev/min. Figura f. Deformada con P = 500 N; S = 0,125 mm/rev y nr = 54 rev/min. �Anexo 5 Figura g. Deformada con P = 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 54 rev/min. Deformación para fuerza de 500 N y nr de 110 rev/min Figura h. Deformada con P = 500 N; S = Figura i. Deformada con P = 500 N; S = 0,125 0,075 mm/rev y nr = 110 rev/min. mm/rev y nr = 110 rev/min. Figura g. Deformada con P = 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 110 rev/min. �Anexo 6 Figuras 3.12. Deformación con fuerza de 1 500 N y nr de 27 rev/min Figura a. Muestra patrón. Figura h. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 27 rev/min. Figura c. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,125 mm/rev y nr = 27 rev/min. Figura c. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 27 rev/min. Deformación con fuerza de 1 500 N y nr de 54 rev/min Figura e. Deformada con P = 1 500 N; Figura f. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,125 S = 0,075 mm/rev y nr = 54 rev/min. mm/rev y nr = 54 rev/min. �Anexos 7 Figura g. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 54 rev/min. Deformación con fuerza de 1 500 N y nr de 110 rev/min Figura h. Deformada con P = 1 500 N; Figura i. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 110 rev/min. S = 0,125 mm/rev y nr = 110 rev/min. Figura j. Deformada con P = 1 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 110 rev/min. �Anexo 8 Figuras 3.13. Deformación con fuerza de 2 500 N y nr de 27 rev/min Figura a. Muestra patrón. Figura b. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 27 rev/min. Figura c. Deformada con P = 2 500 N; Figura d. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,125 mm/rev y nr = 27 rev/min. S = 0,25 mm/rev y nr = 27 rev/min. Deformación con fuerza de 2 500 N y nr de 54 rev/min Figura e. Deformada con P = 2 500 N; Figura f. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 54 rev/min. S = 0,125 mm/rev y nr = 54 rev/min. �Anexo 9 Figura g. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 54 rev/min. Deformación con fuerza de 2 500 N y nr de 110 rev/min Figura h. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,075 mm/rev y nr = 110 rev/min. Figura i. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,125 mm/rev y nr = 110 rev/min. Figura g. Deformada con P = 2 500 N; S = 0,25 mm/rev y nr = 110 rev/min. �Anexo 10 Tabla 4. Resultados de las macro y microdeformaciones Nivel (+1) (∆) (-1) M Factores nr S P 110 0,25 2 500 N 54 0,125 1 500 N 27 0,075 500 N Macrodeformaciones y Microdeformaciones Pα 1 27 0,075 500 2 54 0,125 500 3 110 0,25 500 4 27 0,075 1 500 5 54 0,125 1 500 6 110 0,25 1 500 7 27 0,075 2 500 8 54 0,125 2 500 9 110 0,25 2 500 α (0) Δσ  xy σ1 CN1 - 4,6 (14) 30 (24) -3 -1 CT1 29 (40) 126 (12) 20 -2 CN2 1 (19) 60,7 (15,3) 0,93 - 2,4 CT2 29 (32) 131,3 (10,9) 26,2 - 2,4 CN3 48 (43) 58 (9) 28 -2 CT3 42 (44) 132 (11) 56 -3 CN4 32 (24) 51 (12) 23 -2 CT4 27 (50) 140 (17) 15 -5 CN5 54 (56) 26 (15) 12 -1 CT5 29 (58) 142 (11) 14 -1 CN6 4 (77) 34 (16) 2 -1 CT6 45 (47) 142 (19) 36 -3 CN7 3 (33) 64 (15) 4 - 35 CT7 28 (50) 146 (17) 19 -2 CN8 - 7 (15) 50 (23) -6 -2 CT8 - 7,6 (56) 147 (30) 70 -2 CN9 23 (45) 28 (15) 9,8 - 1 CT9 46 (69) 150 (39) 72,0 - 6 σ2   -32 -128 - 63,0 - 133,7 - 56 - 135 - 53 -145 - 27 - 143 - 36 - 145 - 67 - 148 - 52 - 149 - 29 - 156 1,38 E-4 2,58 E-4 - 7,24 E-5 6,82 E-5 9,24 E-5 2,12 E-4 - 1,65 E-5 3,08E-4 - 1,65 E-5 6,63 E-4 1,60 E-4 - 1,76 E-4 3,47 E-4 - 1,33 E-4 6,22 E-5 4,77 E-5 8,62 E-5 - 1,87 E-4 Tabla 5. Valores de d  para la reflexión del plano (211) hkl (nm) (211) hkl (nm) (211) Muestra 1 0,117 131 Muestra 6 0,117 14 Muestra 2 0,117 113 Muestra 7 0,117 119 Muestra 3 0,117 137 Muestra 8 0,117 122 Muestra 4 0,117 162 Muestra 9 0,117004 Muestra 5 0,117 128 Tabla 6. Valores de d  para la reflexión del plano (200) hkl (nm) (200) hkl (nm) (200) Muestra 1 0,143 474 Muestra 6 0,143 418 Muestra 2 0,143 453 Muestra 7 0,143 424 Muestra 3 0,143 481 Muestra 8 0,143 539 Muestra 4 0,143 416 Muestra 9 0,143 488 Muestra 5 0,143 457 �Anexo 11 Tabla 7. Valores de d  para la reflexión del plano (110) hkl (nm) (110) hkl (nm) (110) Muestra 1 0,102 861 Muestra 6 0,102 816 Muestra 2 0,102 853 Muestra 7 0,102 839 Muestra 3 0,102 881 Muestra 8 0,102 845 Muestra 4 0,102 856 Muestra 9 0,102 874 Muestra 5 0,102 834 Tabla 8. Valores de (   ) para las superficies cilíndricas tratadas y no tratadas Superficies CN CT Superficies CN CT Muestra 1 9,76 E-6 3,62 E-5 Muestra 6 1,16 E-4 -3,65 E-4 Muestra 2 -1,53 E-4 -1,06 E-4 Muestra 7 2,19 E-4 -3,28 E-4 Muestra 3 9,94 E-5 9,03 E-5 Muestra 8 -2,62 E-5 4,74 E-4 Muestra 4 4,89 E-5 - 3,87 E-4 Muestra 9 - 8, 45 E-5 1, 27 E-5 Muestra 5 - 4,45 E-6 -1,48 E-4 Tabla 9. Análisis de regresión múltiple para dureza vs fuerza Variable dependiente: dureza (HV) Parámetro Error de estimación Error estándar T Constante 286,065 21,7657 13,142 Fuerza 0,068722 0,012744 5,39223 Análisis de Varianza Fuente Suma de cuadrados Cuadrado medio Cociente - F Modelo 85 009,4 85 009,4 29,08 Residuo 73 092,0 2 923,68 R2 (%) 93,7689 Error estándar de est. = 54,0711 Error absoluto medio = 42,727 Estadístico de Durbin-Watson = 0,247 502 (P = 0,0000) Autocorrelación residual en Lag 1 = 0,812 644 p - valor 0,0000 0,0000 p - valor 0,0000 �Anexo 12 Tabla 10. Análisis de regresión múltiple para dureza vs número de revoluciones Variable dependiente: dureza Error de estimación Error estándar T 326,175 28,6951 11,367 nr 0,9891 0,396 092 2,49714 Análisis de Varianza Fuente Suma de cuadrados Cuadrado medio Cociente - F Modelo 31 562,5 31 562,5 6,24 Residuo 126 539,0 5 061,56 R2 (%) 91,635 Error estándar de est. = 71,1446 Error absoluto medio = 0,152 048 Estadístico de Durbin-Watson = 0,677 782 (P = 0,0000) Autocorrelación residual en Lag 1 = 0,590 422 Parámetro Ordenada p - valor 0,0000 0,0195 p - valor 0,0195 Tabla 11. Análisis de regresión múltiple para dureza vs avance Variable dependiente: dureza Error de estimación Error estándar T 507,917 22,5183 22,5558 -791,795 134,773 -5,87501 Análisis de Varianza Fuente Suma de cuadrados Cuadrado medio Cociente - F Modelo 91 689,8 91 689,8 34,52 Residuo 66 411,6 2 656,46 R2 (%) 87,9943 Error estándar de est. = 51,5409 Error absoluto medio = 41,5062 Estadístico de Durbin-Watson = 0,172873 (P = 0,0000) Autocorrelación residual en Lag 1 = 0,857246 Parámetro Ordenada avance p - valor 0,0000 0,0000 p - valor 0,0000 �Anexo 13 Tabla 12. Análisis de varianza para las variables Fuente de variación Repeticiones Efectos principales P S nr Interacciones (2 factores) nrS nrP SP Interacciones (3 factores) nrPS Error Total Efectos principales Fuerza (P) Avance (S) Número de revoluciones (nr) Grados de Suma de libertad cuadrados 2 1,2839 Cuadrado promedio 0,6419 Ficher 0,575 Ficher crítico 3,182 2 2 2 126 405,52 63 202,7611 56 616,33 3,182 326 538 163 269,35 146 254,8 3,182 3,4481 1,724 07 1,54 3,182 4 4 4 22 844,61 3 493,869 1 492,46 5 711,152 873,467 373,115 8 52 80 4 203,556 58,049 485 041,5 P – valor 0,000 0,0452 0,8014 525,45 1,5751 5 115,987 2,56 782,44 2,56 334,232 2,56 7 70,68 2,13 22,538 �Anexo 14 Tabla 13. Costo de fabricación por deformación plástica superficial Elementos Materias prima y materiales Materiales Combustibles y lubricantes Energía eléctrica Agua Útiles y herramientas Sub total gastos de elaboración Otros gastos directos Depreciación arrendamiento de equipos Gastos de fuerza de trabajo Salarios Vacaciones Otros gastos de fuerza de trabajo Estimulación Gastos indirectos de producción Depreciación Materiales Mantenimiento y reparación Gastos generales y de administración Depreciación Materiales Combustible y lubricantes otros Energía eléctrica Gastos Bancarios Gastos Totales o Costo de Producción (1+2) Margen utilidad S/ base autorizada 20% Precio según lo establecido por el MFP (9+10) % Sobre el gasto en divisas (hasta un 10%) Componente en pesos convertibles CUP 1,60 0,71 0,01 0,28 0,32 0,28 10,14 1,37 0,90 0,47 3,53 1,95 0,18 0,83 0,57 3,42 0,05 0,67 2,70 0,78 0,03 0,02 0,02 0,70 0,01 1,04 11,74 2,03 13,76 CUC 1,60 0,71 0,01 0,28 0,32 0,71 3,61 0,17 0,00 0,17 0,57 0,00 0,00 0,00 0,57 2,40 0,00 1,21 1,19 0,19 0,00 0,05 0,00 0,13 0,01 0,28 5,21 0,10 0,16 5,37 �Anexo 15 Tabla 13. Costo de fabricación por tratamiento térmico (alta frecuencia) Elementos Materias prima y materiales Materiales Combustibles y lubricantes Energía eléctrica Agua Útiles y herramientas Sub total Gastos de elaboración Otros Gastos directos Depreciación arrendamiento de equipos Gastos de fuerza de trabajo Salarios Vacaciones Otros gastos de fuerza de trabajo Estimulación Gastos indirectos de producción Depreciación Materiales Mantenimiento y reparación Gastos generales y de administración Depreciación Materiales Combustible y lubricantes otros Energía eléctrica Gastos bancarios Gastos totales o costo de producción (1+2) Margen utilidad S/ base autorizada 20% Precio según lo establecido por el MFP (9+10) % Sobre el gasto en divisas (hasta un 10%) Componente en pesos convertibles CUP 4,59 0,71 0,03 1,23 1,39 1,23 34,27 6,05 3,96 2,09 10,61 6,62 0,60 2,82 0,57 11,87 0,24 5,00 6,63 3,47 0,12 0,05 0,04 3,25 0,01 2,27 38,86 6,85 45,71 CUC 4,59 0,71 0,03 1,23 1,39 1,23 3,93 0,17 0,00 0,17 0,57 0,00 0,00 0,00 0,57 2,40 0,00 1,21 1,19 0,19 0,00 0,05 0,00 0,13 0,01 0,60 8,52 0,10 0,26 8,78 �� 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 Mecanismos de endurecimiento de acero AISI 1045 deformado por rodadura Creator An entity primarily responsible for making the resource Tomás Hernaldo Fernández Columbié Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa 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 2011 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/1aaa1a0305415a284194007ceaad2309.pdf 8fd8fa844759ced5b8ac48df04a3a5c2 PDF Text Text FOLLETO TALLERES METODÓLOGICOS PARA DOCENTES DE LA ASIGNATURA OCLUSIÓN DENTARIA Dr. TERESA LOURDES GALANO CATÁ M. Sc. NURYS CERVANTES HINOJOSA Dr. ANNARELLA PAUMIER LÓPEZ �Página legal Título de la obra: Talleres metodológicos para los docentes de la asignatura Oclusión Dentaria, 30pp Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 – ISBN: 978-959-16-3141-1. 1. Autores: Dr. Teresa Lourdes Galano Catá M. Sc. Nurys Cervantes Hinojosa Dr. Annarella Paumier López 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa “Dr. Antonio Núñez Jiménez”. Edición y corrección: M. Sc. Niurbis La Ó Lobaina Institución del autor: Filial de Ciencias Médicas “Tamara Bunke Bider” Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://ismm.edum.edu.cu Editorial Digital Universitaria de Moa �Introducción Los cambios que se están produciendo en la Educación Médica Superior constituyen retos de gran significación para el desarrollo del país. Entre los que se destacan la formación en número ascendente de profesionales universitarios; el nuevo modelo de formación pedagógica; el empleo de nuevas tecnologías; la superación del claustro de profesores; el perfeccionamiento de los recursos humanos del sector y de los planes de estudios de las carreras así como la consolidación y ampliación de los avances logrados constituyen ejemplos de los retos que se asumen. En los últimos años los CES han experimentado un incremento de la cantidad de nuevos profesores, en respuesta a la universalización de la universidad. Este aumento de nuevos profesores convierte su superación profesional en una prioridad, con el fin de salvaguardar la calidad alcanzada en la docencia, la investigación y la extensión universitaria. En este proceso es importante considerar los saberes, vivencias, experiencias, tradiciones y valores del profesorado cubano de la salud, que han posibilitado la obtención de innegables éxitos en la formación de profesionales. De forma particular en la formación de los docentes de Ciencias Médicas, se han desarrollado acciones desde la academia para la preparación y superación de estos profesores en todo el país. El sistema de formación de recursos humanos en el área de la salud cuenta con un conjunto de acciones como cursos, diplomados para el proceso de categorización docente y la continuidad de la calidad en la preparación profesoral. El estomatólogo nuevo tiene una formación más integral. Cuenta con un profesor que es, muchas veces, un especialista en Estomatología General Integral, Periodoncia, Prótesis, Ortodoncia, Cirugía Máxilo Facial o un Estomatólogo General Básico. Es evidente que los docentes de las ciencias médicas, pasaron por un proceso formativo para enfrentar los servicios a la población con un máximo de calidad pero sin ninguna formación pedagógica, sin embargo, de alguna manera, suscitó en ellos notables grados de conciencia y dedicación al proceso de enseñanza aprendizaje con las exigencias de la nueva universidad cubana. 1 �Los cambios constantes en las ciencias médicas y la necesidad de conocimientos y de desarrollar habilidades para una adecuada práctica, avanzan a gran velocidad y por ende la necesidad de la superación se hace constante y evidente. Lo que constituye un reto para los profesores, quienes en ocasiones tienen poca experiencia, insuficiente preparación pedagógica, y por tanto en el logro de los objetivos del proceso de enseñanza aprendizaje. La carrera de Estomatología no se excluye de estas exigencias. Ella tiene diversas disciplinas científicas que tienen como objeto de estudio al ser humano y su estado de salud bucal lo que precisa que los profesores tengan sólidos y profundos conocimientos de las materias que van a impartir. Es por ello que en el curso 2013- 2014, con la introducción del plan de estudio D, aparece como asignatura nueva la Oclusión Dentaria. Esto demanda un análisis exhaustivo ya que los estomatólogos docentes proceden de una formación con planes de estudio que no incluían esta asignatura por lo que reflejan carencias cognoscitivas sobre el tema. En los planes de estudios anteriores no se le daba la relevancia e importancia necesaria y solo se impartía como un tema en la asignatura de Morfofisiología y en la de Prótesis dental, quedando la mayor parte de la preparación de esta materia a la espontaneidad. En la preparación de los estomatólogos docentes en nuestro municipio no existe un sistema armónicamente diseñado y dirigido a la superación de los mismos para la inserción de la asignatura oclusión dentaria. Esto repercute en la formación inicial del estomatólogo, que como se analizó anteriormente muestran debilidades en estos contenidos, con las respectivas consecuencias negativas para garantizar la calidad que el proceso de enseñanza y aprendizaje requiere. En el presente material didáctico se presenta metodológicos sobre oclusión dentaria un sistema de talleres para elevar la preparación de los estomatólogos docentes sobre este tema. Para cumplir con este encargo es necesario que el profesorado se actualice en los nuevos enfoques del quehacer docente a través de su preparación profesional. 2 �Desarrollo Sistema de talleres metodológicos El término taller se deriva del vocablo francés atelier que posee varias acepciones: estudio, obrador, oficina, etc. y sus orígenes provienen de la Edad Media como un lugar donde se forman los aprendices. D. Calzado (1998) señala la diversidad de actividades pedagógicas a las que se le denominan taller, el cual ha sido categorizado también como método, procedimiento, técnica y forma de organización del proceso pedagógico. Esta autora se refiere a las diferentes definiciones conferidas al término taller por parte de varios estudiosos de esta temática, entre ellas existe la coincidencia de que en él: Se propicia un trabajo en equipo o grupal Se vincula la teoría con la práctica Se discute una problemática particular de carácter metodológico relacionada con la labor profesional Un elemento esencial del taller es la autopreparación de los docentes para el debate de la problemática seleccionada para aportar las experiencias e intercambiar profesionalmente, es decir, del alto nivel de participación de los asistentes depende en gran medida su éxito. En la confección del presente material se toma en consideración la propuesta de estructura de los talleres realizada por Esperanza Leyva Hernández, (2002) que son asumidos por esta autora porque se ajustan a los propósitos de la investigación. Momento inicial Se debe seleccionar un nombre que identifique cada taller, que de forma breve y amena exprese su esencia. Es el momento para lograr la concentración en los participantes, establecer nexos con el tema abordado en el encuentro anterior (si no es el primero). El primer encuentro es atípico porque se realiza el encuadre del grupo. Se pueden utilizar diferentes alternativas para motivar y provocar los comentarios mediante: preguntas, láminas relacionadas con los temas, 3 �apoyarse en materiales didácticos como, por ejemplo, una multimedia sobre el tema a tratar. Esto permite comprobar el estado del grupo. Planteamiento temático Es el momento para presentar la temática. Se sugiere usar algunos recursos que ofrezcan a este espacio animación y frescura, ganar confianza de los participantes y ponerlo en condiciones de asumir las tareas. Se pueden utilizar ejercicios, videos, materiales y medios que pueden ser la lectura de una cita, situaciones personales o comunitarias, entre otras. Elaboración Es la parte del taller donde se produce el desarrollo del tema mediante la ejecución de diferentes ejercicios previstos, los que permitirán a los participantes que expresen sus dudas, realicen reflexiones, intercambios de experiencias y valoraciones. Ese es el momento de mayor adquisición de conocimientos. El taller puede constituir un sistema, conforme a la lógica creada por el orientador, quien tendrá en cuenta para estructurar cada taller los siguientes elementos: Estructurar su secuencia de acciones, mensajes, ejercicios, áreas y orientación para realizarla. Seleccionar los métodos que se implicarán, las preguntas para la reflexión y los materiales de apoyo. Cierre o conclusiones Es el momento de reflexión final que permite integrar lo trabajado y situar el punto de condiciones como resultado del trabajo grupal de manera sintetizada, sin imponer criterios. Se debe motivar el tema de la próxima sesión. Evaluación La evaluación del aprendizaje de los participantes será sistemática durante el desarrollo de los talleres, a partir de la resolución, discusión, reflexión y aportes que ofrezca cada participante. 4 �Cada participante realizará su autoevaluación, enfatizando en sus aciertos y desaciertos, a partir de expresar qué debe cambiar, por qué y cómo hacerlo y la coevaluación para lograr mayor nivel de socialización. Evaluación final: Se realizará una clase taller demostrativa sobre acto masticatorio donde se integraran los conocimientos de todos los talleres y una evaluación escrita (prueba pedagógica) que servirá de diagnóstico final para la constatación de la efectividad de los talleres. Durante los talleres brindan elaboraciones teóricas y se asumen actividades prácticas y se aplican conocimientos propios de la profesión. El principio del carácter científico de la enseñanza en su función metodológica orienta hacia su finalidad cada una de las fases de la propuesta de talleres implicando la necesidad de elevar la calidad del proceso, y el requerimiento de la dirección científica del grupo de forma intencionada y no espontánea. Además indica que en la selección del contenido se incluyan los resultados novedosos de la ciencia y la tecnología. La unidad entre lo afectivo y lo cognitivo observa la creación de situaciones en las que se dan oportunidades para el crecimiento personal y grupal, no sólo del tipo intelectual y conductual, sino además, afectivo y moral. Durante el diseño se tuvo en cuenta la necesidad de que toda actividad debe ser consecuencia de una planificación y secuenciación lógicas, lo que se dirige a cumplimentar el principio de la sistematicidad de la enseñanza. Requisitos para la optimización del sistema de talleres:  Los talleres deben guardar nexos entre sí. Unos deben ser condiciones previas para la realización de otros.  Sus componentes deben haber sido correctamente seleccionados, distinguirse y relacionarse entre sí.  Comprender información oral y escrita.  En la confección de los talleres se debe tener en cuenta la relación entre lo afectivo y lo cognitivo, la importancia de estos talleres y la discusión grupal en la formación de, intereses y motivaciones.  Los talleres deben estar graduados de acuerdo con su nivel de complejidad, de modo que su realización implique el aumento gradual 5 �y controlado de las exigencias didácticas y educativas que se le plantean.  Los talleres en su construcción deben incluir situaciones, que obliguen a utilizar sus conocimientos, que manifiesten sus opiniones a través de la toma de decisión.  El profesor, según las potencialidades que ha podido analizar en los contenidos para los talleres, se traza un fin, orientar el desarrollo de los conocimientos, hábitos y convicciones que favorezcan actuaciones.  Al estructurar metodológicamente los talleres y su organización el profesor debe tener en cuenta en que contextos va a realizarlos.  Seleccionar un nombre sugerente para cada taller y que los mismos constituyan un sistema.  Realizar sesiones de trabajo grupal. Estas persiguen que los estomatólogos interactúen, intercambien, discutan, mediante el proceso de realización de tareas que propicien el aprendizaje, el cambio, y con él, el logro de los objetivos de los talleres. Para un funcionamiento con calidad se tuvo en cuenta que:  Los talleres fueran planificados y organizados cuidadosamente, a partir de la determinación de necesidades que demandaron su elaboración.  El coordinador es un profesional de experiencia en la enseñanza de los contenidos con una preparación teórico-metodológica general y sobre todo en lo relacionado con el tema seleccionado en nuestra investigación.  Los métodos y procedimientos que empleamos para aprender permiten el desarrollo del grupo, entre los que destacamos: el debate, la conversación, las técnicas participativas y el intercambio de experiencias y la elaboración conjunta.  Los medios y materiales que se proponen son básicamente la pizarra, computadoras, maquetas, modelos de yeso, articuladores, pacientes. 6 � La bibliografía básica y complementaria existente sobre oclusión dentaria, además de las publicaciones actualizadas para lo cual se orientarán revisiones bibliográficas.  Se tendrá en cuenta la asistencia de los participantes los talleres, frecuencia, contenido y calidad de la participación y satisfacción que experimenta.  Se puede utilizar la relatoría cada vez que haya concluido el encuentro, partir del intercambio con los participantes y aprovechar éste momento para estimular la participación en los próximos encuentros.  Utilizamos como referencia para la realización de los talleres el programa de la asignatura. Se desarrollaron siete talleres, en respuesta a las necesidades que se deben resolver teniendo como prioridad la vinculación entre los aspectos teóricos y prácticos. Los temas desarrollados son los siguientes: 1. Introducción. Oclusión dentaria, Generalidades. Aparato masticatorio. 2. Movimientos funcionales y límites en el plano medio sagital. 3. Movimientos funcionales y límites en el plano horizontal y frontal. 4. Acto masticatorio. Realización de los talleres metodológicos A propósito de la investigación se asume el sistema de talleres como una vía de preparación de los estomatólogos docentes del municipio de Moa para incorporar los contenidos de oclusión dentaria, asegurando un espacio para el debate y la reflexión entre los participantes, lo que constituye una forma de superación profesional de los estomatólogos docentes. El desarrollo de los talleres permiten pensar activamente, escuchar de manera inteligente, establecer una correcta comunicación y aprovechar al máximo las experiencias de todos sobre la base de la cooperación y el intercambio. 7 �Objetivo general de los talleres: Preparar teórica y metodológicamente a los estomatólogos docentes del municipio de Moa en los contenidos relacionados con la oclusión dentaria. Presentación de los talleres metodológicos Taller #1 Tema I: Introducción Objetivos: familiarizar al claustro docente con la oclusión dentaria a parir de las particularidades del aparato masticatorio que garantice la apropiación de esos contenidos por parte de los estomatólogos para un mejor desempeño profesional. FOE: Taller Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), maquetas, y láminas. Método: Elaboración conjunta Se ofrecerá la bienvenida a los estomatólogos participantes que trabajarán juntos durante las diferentes sesiones. Se realiza la presentación del conductor de los talleres. Temática: 1.1 .Presentación de los talleres: Temas y contenidos objeto de estudio. 1.2 .Oclusión dentaria. Generalidades. Aparato masticatorio. Momento inicial Presentación de los miembros del grupo mediante la técnica “El refranero popular”: 8 �Pasos a seguir: Se explica por el profesor en qué consiste la técnica “El refranero popular”, la cual resulta útil para conformar un clima psicológico favorable para el trabajo en los demás talleres. Se le pide a un integrante del grupo que exprese la mitad de un refrán conocido y otro miembro lo completa, así sucesivamente de esta manera se van conformando parejas. A cada pareja se le distribuye una hoja mimeografiada con una serie de preguntas que deben realizarse uno al otro. ¿Quién soy? ¿Dónde trabajo? ¿Qué es lo que más me gusta? ¿Qué es lo que más me disgusta? Posteriormente al azar un miembro de la pareja presenta a su compañero ante el grupo a partir de los datos recogidos, y viceversa, para darse a conocer, se le da la palabra al grupo para si desean argumentar otras cualidades o detalles sobre el compañero en cuestión. De esta manera comenzarán las interrelaciones entre los miembros del grupo y entre estos y la conductora, quien también se presentará. Se propiciará que los miembros del grupo reflexionen en torno a sus experiencias grupales sobre: qué es un grupo, a qué grupo han pertenecido con anterioridad, cómo funcionaban, cuáles eran sus metas, qué les reportó. Desde estos esquemas grupales referenciales, se deberá formar un nuevo esquema que se adecue a la situación del grupo actual, a partir de las expectativas individuales: ¿Qué esperan del grupo? ¿Qué metas desean alcanzar? ¿Qué situaciones esperan encontrar? 9 �¿Qué vivencias desean experimentar? ¿Qué aspiraciones tengo con respecto a los talleres? ¿Qué estoy dispuesto a aportar? Este nuevo esquema se logrará totalmente a lo largo del proceso grupal, pero deberá comenzar a formarse en esta primera sesión de trabajo. En forma participativa se realiza el encuadre del trabajo en grupo que deberá contener:  Se organizará el grupo en equipos y que cada equipo trabaje en su objetivo.  Precisar la metodología de trabajo: mediante el trabajo en equipos.  Precisar las funciones y responsabilidades del facilitador y de los miembros del grupo. Presentación del proyecto del sistema de talleres metodológicos según sus propósitos y las temáticas a tratar.  Puntualizar los instrumentos y los recursos con los que se cuenta para trabajar.  Elaboración de las normas de trabajo en grupo: Saber escuchar, libertad de expresión adecuada, no interrumpir, ser receptivo, pensar antes de evaluar una idea en el momento, destacar lo positivo, respetar otros criterios, discrepar respetuosamente, no atacar, el problema del grupo es también mi problema, todos juntos pensamos mejor y solucionamos problemas, colaboración, flexibilidad y amistad, ser disciplinado en la solicitud de la palabra, estimular continuamente.  Puntualizar el número de sesiones efectivas de trabajo, el tiempo de duración de las sesiones y el horario.  Puntualizar el porcentaje de asistencia necesario para permanecer en el grupo.  Precisar los controles de asistencia al grupo. 10 � Se orienta la actividad final para la cual proponemos la exposición de una clase por equipos que se correspondan con los componentes político-ideológico, científico-ambiental y económico laboral y en las cuales se planteen problemas, se formulen y se solucionen a partir de la utilización de las bibliografías. La conductora informará sobre la forma en que se le dará continuidad al taller. Se entrega a los grupos previamente formados una guía previa para el estudio, el desarrollo y la reflexión. Se indica la bibliografía la cual será consultada para realizar un resumen valorativo acerca de las temáticas que a continuación te proponemos: Se orientan una serie de ejercicios integradores que facilitaran su trabajo para el desarrollo de los temas (anexo 6). Planteamiento temático La temática que se va a tratar será distribuida por equipos ya conformados. Equipo 1: Concepto de oclusión, características generales de la oclusión dentaria humana. Equilibrio oclusivo. Aparato masticatorio. Concepto. Dientes. Posición de los dientes en la arcada. Alineación de los dientes. Característica de la dentición temporal, mixta y permanente. Equipo 2: Articulación temporomandibular. Superficies articulares. Disco articular. Medios de unión. Medios de deslizamiento. Posiciones mandibulares. Equipo 3: Músculos de la masticación. Funciones. Funciones del aparato masticatorio. Equipo 4: Integración sensorial y motora de la función mandibular. Elaboración Durante la exposición los estomatólogos se apoyarán con láminas, maquetas y computadora como medios de enseñanza para una mejor comprensión del tema. 11 �A medida que desarrollan su exposición pueden hacer uso de los ejercicios integradores orientados de modo que le faciliten su aprendizaje. Cierre o conclusiones Se utilizará como formas de control la valoración de la calidad de los debates y de las exposiciones realizadas individualmente y en el grupo. En las conclusiones se solicitará a los integrantes del taller que expongan criterios y sugerencias para el posterior desarrollo de los mismos. Se procede a la orientación del próximo taller, el tema y las temáticas que se abordarán atendiendo a los objetivos y la bibliografía, para la autopreparación. Las actividades que deben prepararse para el próximo taller. Evaluación La evaluación será sistemática a partir del estímulo permanente a la expresión y al intercambio de criterios. Se realizará la autoevaluación y coevaluación. Taller #2 Tema: Movimientos funcionales y movimientos límites en el plano medio sagital. Objetivo: describir los movimientos funcionales y límites de la mandíbula en el plano medio sagital a través de la proyección del punto incisivo en el plano para ser reproducidos en los modelos montados en el articulador anatómico y los pacientes. FOE: Taller. Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), laminas y modelos anatómicos montados en el articulador y pacientes. 12 �Método: Elaboración conjunta Momento inicial Al comenzar la sesión es conveniente que la conductora prepare tres grupos para el trabajo que se va a realizar, dejando su selección por afinidad. Por eso la primera tarea deberá estar dirigida a crear un ambiente de distensión y armonía, centrando la atención de los participantes en la actividad grupal. Para este fin la conductora proyecta un video donde se describe la posición postural como inicio y fin de todos los movimientos de la mandíbula. A partir de ahí se realizan preguntas relacionadas con las posiciones mandibulares estudiadas en el taller #1, propiciando comentarios y debate en los participantes y realizando la conducción hacia el próximo tema. Planteamiento temático Temática: Trayectoria de cierre, posición postural y posición de máxima intercuspidación. Oclusión céntrica y relación céntrica. Posición de contacto en relación céntrica. Concepto de céntrica larga. Movimientos funcionales y movimientos límites en el plano medio sagital. Componentes diferenciales. Movimiento bordeante de abertura posterior. Movimiento bordeante de abertura anterior. Movimiento bordeante de contacto superior. Movimientos funcionales. Elaboración Se orienta como se realizará la actividad teniendo en cuenta la temática y bibliografía orientada en el taller anterior. Los equipos designados realizaran su exposición, incluyendo sus experiencias personales de trabajo en clínica etc. Equipo 1: Se le entrega una lámina con un gráfico, para que participante explique: a) La posición postural, trayectoria de cierre, posición de máxima intercuspidación y el punto interincisivo. 13 �b) ¿Cómo el punto interincisivo describe la trayectoria de cierre? c) El concepto de oclusión céntrica, relación céntrica. Establezca las diferencias entre ellas. d) Teniendo en cuenta las diferencias entre oclusión céntrica y relación céntrica explique que es la céntrica larga. Equipo 2: En los modelos en el articulador anatómico demuestre: La posición postural, trayectoria de cierre y posición de máxima intercuspidación y el punto interincisivo. Equipo 3: Utilizando una lámina con el gráfico de la Uña de Possell, se indica: describir a partir de la posición de máxima intercuspidación (PMI), los cuatro componentes diferenciados de los movimientos en el plano medio sagital. a) Movimiento bordeante de abertura posterior. b) Movimiento bordeante de contacto superior. c) Movimiento bordeante de abertura anterior. d) Movimientos funcionales. Equipo 4: Utilizando modelos en el articulador: a) Reproducir los movimientos en los modelos montados en el articulador anatómico y pacientes. Cierre o conclusiones Se realizan las conclusiones. Mostramos el PowerPoint, que reproduce los movimientos mandibulares completando la Uña de Possell. Orientamos el tema, temáticas y bibliografías para la autopreparación y realización de siguiente taller. Evaluación La evaluación se inicia desde el comienzo de los debates y las exposiciones por parte del grupo teniendo en cuenta la calidad de la discusión, reflexión 14 �y aportes que ofrezca cada participante así como el dominio teórico y práctico demostrado. Se realizará la autoevaluación y la coevaluación. Taller #3 Tema: Las relaciones intermaxilares en el plano medio sagital. Objetivo: describir teniendo en cuenta la anatomía de los grupos dentarios, todas las estructuras de las caras oclusales para el establecimiento de las relaciones intermaxilares. FOE: Taller. Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), laminas, modelos de estudio montados en el articulador. Método: Elaboración conjunta. Momento inicial Comenzará la sesión estimulando los comentarios y reflexiones respecto a la clase anterior, que le aportó el reproducir los movimientos mandibulares directamente en el articulador. Se realiza la técnica denominada “cadena de asociaciones”, que resulta además eficaz para sistematizar los conocimientos adquiridos. En este caso la cadena de asociaciones se desarrollará desde el concepto de posición de máxima intercuspidación como punto de partida, a partir de ahí se comienzan a describir los cuatro componentes diferenciados, se debate conociendo las diferentes experiencias e interpretaciones de los integrantes del grupo, tomando como referencia estas asociaciones se puede ir evaluando el nivel de asimilación del grupo acerca del tema y encaminar la situación hacia el tema del taller. Planteamiento temático Temática: Relaciones entre las caras oclusales de la Clase I de Angle de diente para dos dientes. Rebordes marginales. Fosas centrales. Cúspides de soporte. Puntos de soportes de la oclusión. Localización de las cúspides de soportes y sus respectivas paradas céntricas en: primer grupo mandibular, 15 �segundo grupo mandibular y tercer grupo maxilar. Curvas de compensación: curva de Spee y de Wilson. Contactos oclusales en protrusión en el plano medio sagital. Guía incisiva. Resalte y sobrepase. Altura del resalte. Dimensión del sobrepase. Influencia de la guía incisiva en la desoclusión de los dientes posteriores en el movimiento protrusivo. Elaboración Se conforman los equipos llevando tarjetas de colores que contendrán el contenido a tratar, según su color favorito. Mediante el intercambio de experiencias y criterios individuales elaborarán sus exposiciones, previa autopreparación, considerando la intervención de todos, para lo cual ajustarán tiempo y aspectos a abordar. Se entregan los modelos de estudio montados en el articulador y que realicen la exposición acorde a lo que aparece en cada tarjeta: Equipo 1(tarjeta roja). 1. Describa las caras oclusales, superficie oclusal, rebordes marginales, fosas centrales y cúspides de soportes y los puntos de soporte de la oclusión. 2. Describa la anatomía de los primeros molares y los caninos permanentes y la clase I de Angle y las relaciones entre las caras oclusales de la Clase I de Angle de un diente para dos dientes. Equipo 2 (tarjeta azul) En modelos de estudio montados en el articulador y láminas, describa:  La localización de las cúspides de soportes y sus respectivas paradas céntricas en: Primer grupo mandibular.  Segundo grupo mandibular.  Tercer grupo maxilar. Relacione las variables de las cúspides palatinas de premolares superiores al ubicarse en posición de máxima intercuspidación. Equipo 3 (tarjeta verde) 16 �Auxiliándonos de modelos de estudio montados en el articulador: a) Identifique las curvas de compensación: curva de Spee y de Wilson. b) Describa la guía incisiva. Resalte y sobrepase. Altura del resalte. Dimensión del sobrepase. c) Identifique los contactos oclusales en protrusión en el plano medio sagital. d) Explicar la importancia de la Guía incisiva (resalte y sobrepase) en la proyección del punto interincisivo en el plano medio sagital con la desoclusión o no de los dientes posteriores en los movimientos protrusivo. Cierre o conclusiones Para finalizar el taller puede proponerse a uno de los participantes que sintetice las conclusiones. Se indica como trabajo independiente. Localizar en su trabajo en clínica pacientes donde se observen las distintas variables de las cúspides palatinas de premolares superiores al ubicarse en posición de máxima intercuspidación. La coordinadora estimulará la calidad del trabajo cooperativo y orientará el próximo taller teniendo en cuenta el tema y los objetivos que se deben cumplir. La actividad se controla considerando el nivel de autopreparación alcanzado, la calidad de los debates y las exposiciones realizadas en el grupo así como el dominio teórico y práctico demostrado en los debates y exposiciones. Evaluación La evaluación será sistemática a partir de la resolución, discusión, reflexión y aportes que ofrezca cada participante. Se realizará la autoevaluación y la coevaluación. Taller #4 17 �Tema: Movimientos funcionales y movimientos límites en el plano horizontal Objetivo: describir los movimientos funcionales y límites de la mandíbula en el plano horizontal, ayudando a una mejor comprensión del recorrido del punto interincisivo en este plano del espacio. FOE: Taller Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), laminas y modelos de estudio montados en el articulador. Método: Elaboración conjunta Momento inicial Estimulando con comentarios, se retoman los elementos esenciales del taller anterior principalmente la descripción del punto interincisivo por su vínculo con la temática que se abordará en este espacio. Puede comenzarse estimulando una reflexión del grupo en torno a la utilidad del mismo en la proyección en el plano horizontal. Se orienta demostrar en los pacientes captados en consulta como se observan las distintas variables de las cúspides palatinas de premolares superiores al ubicarse en posición de máxima intercuspidación. Después se estimula con comentarios acerca de la sesión anterior, se retoman los elementos esenciales principalmente la descripción del punto interincisivo por su vínculo con la temática que se abordará en este espacio. Puede comenzarse estimulando una reflexión del grupo en torno a la utilidad del mismo en la proyección en el plano horizontal. Planteamiento temático Temática: Proyección del punto interincisivo en el plano horizontal. Movimiento de lateralidad del punto incisivo, recorrido y su relación con el comportamiento condilar en las articulaciones temporomandibular. Movimiento de Bennett y ángulo de Bennett. Los movimientos mandibulares en el plano horizontal. Componentes diferenciados. Movimientos de la mandíbula en el plano horizontal o axial. “Arco gótico” o trazo de Gysi. 18 �Pautas masticatorias que pueden intervenir en el movimiento de lateralidad a partir de una posición distal de medio diente del canino superior con relación al canino inferior (relación de diente para dos dientes Clase 1 de Angle). Superficies guías en la lateralidad. Función canina. Función en grupo y Función de protección mutua. Luego de debatir sobre el recorrido del punto interincisivo se distribuyen las temáticas que se abordaran por equipos. Las exposiciones se realizan previa autopreparación según lo orientado en el taller anterior a través de ilustraciones en láminas. Equipo 1 a) Explique el desplazamiento del punto interincisivo en el plano horizontal. b) Describa el movimiento de lateralidad a nivel de incisivos y de la articulación temporomandibular c) Relación existente entre el recorrido del movimiento de lateralidad y el comportamiento de los cóndilos en la articulación temporomandibular. d) Explique cómo realiza el movimiento de Bennett y el ángulo de Bennett. Equipo 2 a) Describa los movimientos mandibulares en el plano horizontal. Componentes diferenciados. b) Describa los movimientos de la mandíbula en el plano horizontal o axial. “Arco gótico” o trazo de Gysi. c) Describa las superficies guías en lateralidad. Equipo 3 a) Explique la función canina y las variaciones que pueden producirse en su recorrido según la clasificación de Angle. b) Describa como se realiza la función en grupo y los dientes que participan en la misma. 19 �c) Exponga la función de protección mutua y fundamentar su basamento científico. Cierre o conclusiones Se pide a cualquier participante que realice las conclusiones ayudadas por el resto de los participantes y con la guía del conductor que intervendrá aclarando dudas. Se orientará el siguiente taller, las temáticas y bibliografía y como trabajo independiente la autopreparación y la captación de pacientes que presenten alteraciones que faciliten la realización del taller tales como: hábito de bruxismo, facetas de desgastes e hiperactividad muscular. Las formas de control de la actividad se concretarán según la calidad de los debates y la evaluación de las exposiciones realizadas, individuales y grupales, así como por el dominio teórico y práctico demostrado por los participantes. Evaluación La evaluación será sistemática a partir de la resolución, discusión, reflexión y aportes que ofrezca cada participante. Se realizará autoevaluación y coevaluación. Taller #5 Tema: Facetas de desgastes y posible relación con el bruxismo e hiperactividad muscular. Objetivo: identificar las facetas de desgastes que pudieran aparecer en la morfología oclusal de los dientes debido a los movimientos de lateralidad y establecer cualquier relación con el hábito de bruxismo e hiperactividad muscular. FOE: Taller 20 �Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), laminas y pacientes, modelos de estudio montados en el articulador anatómico. Método: Elaboración conjunta. Momento inicial Se realizan comentarios de la sesión anterior, retomando los elementos esenciales para vincularlos a la temática que se abordará en este espacio. Puede comenzarse estimulando una reflexión del grupo en torno a la alta incidencia del hábito del bruxismo, permitir que los estomatólogos expongan sus experiencias al respecto. Esta actividad debe crear un clima favorable para el inicio del nuevo taller y servirá de plataforma a la exposición del nuevo contenido estudiado por los participantes de manera independiente y orientada en el taller anterior. Planteamiento temático Temática: Hábito de bruxismo, etiología y principales estructuras del aparato masticatorio que afecta. Bruxismo en céntrica y excéntrico. Ubicación de las facetas de desgaste. Examen oclusal para el estudio de las facetas de desgaste. Elaboración Se formulan preguntas relacionadas con el tema las cuales deben responderlas de manera escrita en tarjetas que se entregan a los participantes. Preguntas: 1. A consulta acude un paciente que presenta dolor a nivel del musculo masetero y la articulación temporo mandibular (ATM). Al interrogatorio refiere que rechina los dientes cuando duerme. Al examen clínico extrabucal y la palpación se observa hipertrofia del musculo buccinador y chasquido en la ATM. Al examen clínico intrabucal se observan facetas de desgaste. Teniendo en cuenta las características clínicas de caso, diga: 21 �a) ¿Qué tipo de hábito presenta el paciente? b) ¿Cuál es la ubicación y dirección de las facetas de desgaste? 2. A consulta acude un paciente que refiere presentar desgaste, rajaduras y cierta movilidad en sus dientes. Se interroga y dice dormir con ambos maxilares apretados. Al examen clínico extrabucal y la palpación se observa hipertrofia del musculo masetero. Al examen clínico intrabucal se observan facetas de desgaste. Teniendo en cuenta las características clínicas de caso, diga: a) ¿Qué tipo de hábito presenta el paciente? b) ¿Cuál es la ubicación y dirección de las facetas de desgaste? c) Describa el método para realizar el examen oclusal. Después de respondidas las preguntas se recogen las tarjetas y se agrupan por afinidad de criterios y se propicia el debate, la reflexión del tema teniendo en cuenta lo respondido y propiciando que los estomatólogos expongan sus experiencias en clínica. De esta manera, con el aporte de todos, revisarán y reformarán sus respuestas, enriqueciéndolas con el criterio colectivo. Finalmente se realiza (en pacientes previamente captados) el examen clínico extra e intrabucal para el diagnóstico, reconocimiento de facetas de desgaste y aplicación del examen oclusal. Propiciando la participación de todo el grupo. Cierre o conclusiones La coordinadora inicia las conclusiones motivando la participacion del colectivo hacia el análisis del tema tratado y sus experiencias y aportes nuevos a sus conocimientos. Se realizan las orientaciones para el próximo taller. Las formas de control de la actividad se concretarán según la calidad de los debates y la evaluación de las exposiciones realizadas, individuales y grupales, así como por el dominio teórico y práctico demostrado por los participantes. 22 �Evaluación La evaluación será sistemática a partir de la resolución, discusión, reflexión y aportes que ofrezca cada participante. Se realizará autoevaluación y coevaluación. Taller #6 Tema: Movimientos mandibulares en el plano frontal Objetivo: describir cómo se realizan los movimientos bordeantes mandibulares en el plano frontal para ser reproducidos en los modelos montados en articulador anatómico. FOE: Taller. Medios: La pizarra, computadoras (PowerPoint y multimedia), laminas, modelos de estudio montados en el articulador. Método: Elaboración conjunta. Momento inicial Propiciando de manera amena un dialogo, sus experiencias clínicas en cuanto a las temáticas tratadas, auxiliándonos de láminas, preguntas, se establecen nexos con el taller que vamos a desarrollar y realizamos el planteamiento de la temática. Planteamiento temático Temática: Proyección del punto interincisivo Movimientos funcionales y movimientos en el plano frontal. bordeante frontales. Movimiento bordeante superior lateral izquierdo. Movimiento bordeante de abertura lateral izquierdo. Movimiento bordeante superior lateral derecho. Movimiento bordeante de abertura lateral derecho. Identificación de la inscripción del movimiento en el plano frontal. 23 �Elaboración Se forman dos equipos y se distribuyen las temáticas que serán debatidas por los participantes. Equipo 1 Utilizando láminas y modelos montados en el articulador, describa: a) Movimientos funcionales y movimientos límites en el plano frontal. Los 5 componentes de los distintos movimientos, además del componente funcional. b) Reprodúzcalo en los modelos montados en el articulador. Equipo 2 Utilizando láminas y modelos montados en el articulador, describa: a) El patrón que se aprecia al realizar los movimientos en el plano frontal. b) Describa cada uno de los puntos que se describen en el registro. Cierre o conclusiones Como conclusión se le pedirá a cada uno de los integrantes del taller que valoren sus experiencias prácticas sobre el tema y señalen algunas vivencias que lo enriquezcan. Escuchar, debatir, realizar valoraciones y arribar a conclusiones generales. Resulta importante aclarar todas las dudas respecto al tema. La conductora orientará las actividades a realizar como preparación para el próximo taller, explicando que se realizará una clase demostrativa sobre acto masticatorio momento. Deberán el cual integra todos los temas tratados hasta el prepararla individualmente para exponerla como actividad final. Se orienta el tema, las temáticas, objetivos y bibliografías útiles para la confección de la clase. Evaluación 24 �La evaluación será sistemática a partir de la resolución, discusión, reflexión y aportes que ofrezca cada participante. Se realizará autoevaluación y coevaluación. Taller # 7 Tema: Presentación de la tarea integradora sobre “acto masticatorio”. Objetivo: Impartir una clase demostrativa sobre acto masticatorio donde se Integren todos los conocimientos adquiridos sobre oclusión dentaria. FOE: Taller. Medios: La pizarra, computadoras, laminas y modelos montados en el articulador. Método: Elaboración conjunta Momento inicial Se realizan comentarios de la sesión anterior. La coordinadora, informará que el encuentro constituye la culminación del trabajo del grupo, donde deberán valorarse los contenidos alcanzados durante el desarrollo de los talleres, para lo que se escoge el tema de acto masticatorio donde se agrupan de manera integrada los temas anteriores. Planteamiento temático Temática de la clase: Concepto de masticación. Intervención de los grupos dentarios en la misma. Función de los incisivos. Función de los caninos. Función de los premolares. Función de los molares. Espacio Morsal. Características y función. Acto masticatorio. Ciclo masticatorio de acción incisiva. Ciclo masticatorio de acción molar. Proyección del movimiento masticatorio en el plano frontal, semejante a una lágrima. Sistema de resbalamiento cuspídeo que se producen en la última fase del ciclo masticatorio entre vertientes y rebordes hasta la posición dentaria de máxima intercuspidación. 25 �Objetivos de la clase: demostrar que a través de la realización del acto masticatorio deben intervenir los grupos dentarios y se realizan los movimientos mandibulares estudiados de manera integral. Elaboración Se orienta la conformación de tres grupos, se realiza un sorteo: 1er grupo: realizará la exposición de la clase. 2do grupo: recogerá los acápites de la clase que vayan quedando sin explicar, una vez terminada desarrollarán los mismos. 3er grupo: realizarán la oponencia, las conclusiones y evaluación de la clase. Cierre o conclusiones En esta última sesión de trabajo con el grupo se clausuran los talleres. Durante la valoración de lo alcanzado en la tarea debe propiciarse la autovaloración del grupo acerca del cumplimiento o no del objetivo de los talleres. Se propiciará por parte de la coordinadora la reflexión grupal en torno a la experiencia vivida por los participantes a lo largo de las sesiones provocando que se profundice en los logros y limitaciones que han presentado a nivel individual y grupal. A través de la participación activa de todos los participantes se realiza un análisis centrado en:  ¿Cómo se sienten con relación a la realización de los talleres?  ¿Qué aprendizaje se obtuvieron?  ¿En qué se creció?  ¿Qué mensajes, motivos o dudas nos dejó? A manera de despedida y para facilitar que cada miembro del grupo exprese sus vivencias en relación con el trabajo realizado se desarrollará la técnica del PNI para recoger las valoraciones de manera escrita. 26 �También la coordinadora aportará sus conclusiones sobre el cumplimiento del proyecto final y la valoración del trabajo grupal. Deberá además transmitir al grupo sus experiencias desde el rol que desempeñó durante los talleres y dar recomendaciones para el trabajo futuro:  La utilización de talleres como forma de organización de la enseñanza en sus respectivas asignaturas.  La inclusión y perfeccionamiento de los contenidos de la oclusión dentaria en su práctica docente y laboral Con este balance del trabajo realizado, terminará la vida del grupo, que deberá finalizar con logros en el desarrollo de la tarea, y el crecimiento de los participantes desde lo personal, con el desarrollo de sus individualidades y una postura de independencia con relación al mismo proceso grupal. Evaluación La evaluación de este taller se realizó teniendo en cuenta su desarrollo en el rol que le toco desempeñar durante el desarrollo del taller. Utilizamos también la autoevaluación y la coevaluación. Se realiza una prueba pedagógica de salida para comprobar el nivel de asimilación de los estomatólogos en cuanto a los contenidos de oclusión dentaria. Conclusiones  El diseño de los talleres metodológicos posibilitó la adquisición de los contenidos sobre oclusión dentaria, un desarrollo científico y pedagógico integral a su vez que cumplen con los requisitos que permiten la superación de los estomatólogos docentes del municipio de Moa.  El sistema de talleres metodológicos propuestos constituye una herramienta importante para el trabajo docente y científico metodológico de los estomatólogos. Recomendaciones 27 �Consideramos de suma importancia el tema que ocupa esta investigación por lo que recomendamos:  Hacerla extensiva al resto de los estomatólogos, pudiéndose aplicar en otros escenarios incluso fuera del municipio.  Enriquecer los talleres propuestos en este trabajo con otras actividades de acuerdo con las particularidades de cada asignatura ya que los mismos son aplicables en todos los procederes de estomatología.  Hacer una mayor utilización de los sistemas de talleres metodológicos como forma de organización del proceso pedagógico. Bibliografía Básica: Colectivo de autores. Oclusión Dentaria. CD de la asignatura Morfofisiología V. Complementaria: CARBÓ, J. (2009). Anatomía funcional de la oclusión dentaria. En: Carbó, J. Anatomía Dental y de la Oclusión. 2da Edición. La Habana: Editorial de Ciencias Médicas. COLECTIVO DE AUTORES. Función y Control del Aparato Masticatorio. Folleto de Morfofisiología. ESPINOSA DE LA SIERRA. (1996). Diagnóstico Práctico de Oclusión. Atlas a color: Editorial Médica Panamericana. CAMA NI ALTUBE, L. A. (1952). Estudio Mecánico del Aparato Masticatorio. Buenos Aires: Ed. Soc. Anon. Editores. OKENSON, J. (1998.). Oclusión y Afecciones Temporomandibulares. DMD Mosby- Doyma Libros. 28 �ABJEAN, J. OCLUSIÓN. (1984). Aspectos Clínicos e Indicaciones Terapéutica. La Habana: Ed. Revolucionarias. RAMOS, M. ARIAS, M. MORALES. S. (2009). Oclusión Funcional. La Habana: Editorial Ciencias Médicas. TRATADO DE ORTODONCIA. (2001). La articulación temporomandibular y la Ortodoncia. Texto para estudiantes de pregrado. 29 � 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 Talleres metodológicos para los docentes de la asignatura Oclusión Dentaria Creator An entity primarily responsible for making the resource Teresa Lourdes Galano Catá Nurys Cervantes Hinojosa Annarella Paumier López Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Folleto Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2016