UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERBIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS

RESUMEN TESIS DE GRADO

AUTORES CECILIA ESTHER HERNANDEZ MONTERO Y MARA DEL PILAR REY SNCHEZ FACULTAD DE INGENIERIAS PLAN DE ESTUDIOS INGENIERIA DE MINAS DIRECTOR GUSTAVO ASBRUBAL MEJIA URON __ __ __ __ __ __

TITULO DE LA TESIS DISEO DEL MTODO DE EXPLOTACION A CIELO ABIERTO DE LA MINA DE ARCILLA TAMESIS, MUNICIPIO LOS PATIOS, NORTE DE SANTANDER

RESUMEN

Este proyecto consiste en implementar el mtodo de explotacin adecuado segn las condiciones propias del yacimiento de tal forma que se obtenga el mayor beneficio y el menor impacto ambiental de la zona, logrando identificar las propiedades de las arcillas del rea de estudio, para adaptarse al proceso cermico utilizado dentro de la planta de fabricacin de la empresa Cermicas Italia S.A.

CARACTERSTICAS:

PAGINAS: 308

PLANOS: 12

ILUSTRACIONES: _33__

CD-ROM _1_

DISEO DEL MTODO DE EXPLOTACION A CIELO ABIERTO DE LA MINA DE ARCILLA TAMESIS, MUNICIPIO LOS PATIOS, NORTE DE SANTANDER

CECILIA ESTHER HERNANDEZ MONTERO MARA DEL PILAR REY SNCHEZ

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTADER FACULTAD DE INGENIERIAS PLAN DE ESTUDIOS INGENIERIA DE MINAS SAN JOSE DE CUCUTA 2007

DISEO DEL MTODO DE EXPLOTACION A CIELO ABIERTO DE LA MINA DE ARCILLA TAMESIS, MUNICIPIO LOS PATIOS, NORTE DE SANTANDER

CECILIA ESTHER HERNANDEZ MONTERO MARA DEL PILAR REY SNCHEZ

Trabajo de grado presentado como requisito para optar al ttulo de Ingeniera de Minas

Director GUSTAVO ASDRUBAL MEJIA URON Ingeniero de Minas

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTADER FACULTAD DE INGENIERIAS PLAN DE ESTUDIOS INGENIERIA DE MINAS SAN JOSE DE CUCUTA 2007

A Dios, que en todo momento me ayud y permiti continuar adelante para lograr los objetivos propuestos y terminar esta linda etapa de mi vida.

A mis padres Jorge Rey y Nelly Snchez, quienes me impulsaron a trazarme metas, brindndome su confianza y apoyo.

A Javier Boada Noriega, quien en los momentos de desconcierto me gui y reconforto.

MARIA DEL PILAR

Le doy gracias al Todopoderoso por permitirme culminar con satisfaccin una etapa de mi vida.

A mi madre Cecilia Esther Montero Salgado, por apoyarme y darme fortaleza.

A mi padre Jaime Enrique Hernndez Chamie, que desde el cielo me gui en todo momento.

A mi esposo Jos Orielso torrado Avendao, por compartir cada instante de mi vida.

CECILIA ESTHER

AGRADECIMIENTOS Las autoras expresan sus agradecimientos a: Gustavo Asdrbal Meja Urn, Ingeniero de Minas, Director del Proyecto, por guiarnos a travs de su experiencia y conocimiento. Edgar Rojas, Ingeniero de Minas, por su colaboracin y apoyo en la realizacin de este proyecto. Rafael Rincn, Ingeniero de Minas y Gelogo, por compartir su conocimiento y orientarnos para lograr las metas propuestas. A las directivas de la empresa Cermica Italia S.A, quienes nos brindaron los medios necesarios para culminar este proyecto. La Universidad Francisco de Paula Santander por formarnos como profesional.

CONTENIDO

Pg.

INTRODUCCION 1. GEOLOGA ECONMICA 1.1 RESERVAS 1.1.1 Criterios y parmetros de evaluacin 1.1.2 Evaluacin de las reservas 1.2 VIDA UTIL 2. CARACTERIZACION FISICOCERAMICAS DE LAS ARCILLAS 2.1 PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS 2.1.1 Composicin qumica y mineralgica 2.1.2 Propiedades fsico-cermicas 3. CARACTERIZACIN MACIZO ROCOSO 3.1 DETERMINACIN DE LOS PARMETROS DEL RMR

25 48 48 48 49 53 56 57 57 59 79 80

3.1.1 Esfuerzo a la compresin inconfinada uniaxial (c) 3.1.2 ndice de calidad de la roca RQD (segn Deere) 0.60 % 3.1.3 Condiciones de las discontinuidades 3.1.4 Condiciones de agua fretica 3.2 VALORACIN GENERAL DEL MACIZO ROCOSO 4. CRITERIOS ALTERNATIVO DE EXPLOTACIN 4.1 PARMETROS PARA LOS CRITERIOS DE SELECCIN 4.2 MTODOS DE EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO 4.3 MTODOS DE EXPLOTACIN APLICABLES AL YACIMIENTO 4.4 CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN 4.5 SELECCIN DEL MTODO DE EXPLOTACIN 4.5.1 Ventajas y desventajas del mtodo de explotacin seleccionado 5. PLANEAMIENTO Y DISEO DE EXPLOTACIN 5.1 PARMETROS GEOMTRICOS 5.2 DISEO DE LOS TALUDES DE EXPLOTACIN

80 84 85 87 88 94 94 95 97 97 100 101 103 103 107

5.2.1 Determinacin de los parmetros geomtricos de los taludes 5.2.2 Determinacin de la berma y la altura de talud segn las dimensiones de la maquinaria 5.2.3 Anlisis de estabilidad de taludes 5.2.4 Mtodos de clculo de estabilidad de taludes 5.2.5 Factor de seguridad en la estabilidad de un talud 5.2.6 Clculo del factor de seguridad a travs de bacos para roturas por cua segn Hoek y Bray 1977 5.2.7 Clculo de factor de seguridad del talud 5.3 DISEO DE LA ESCOMBRERA 5.3.1 Seleccin del rea para escombreras 5.3.2 Evaluacin del rea seleccionada 5.3.3 Mtodo de disposicin de estriles 5.3.4 Diseo de la escombrera 5.4 EVALUACIN DE LA MECANIZACIN PARA LA MINA TAMESIS 5.4.1 Seleccin de equipos 5.4.2 Rendimientos reales de la maquinaria

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108 111 119 121

126 128 131 131 132 133 133 136 136 137

5.5 DESCRIPCIN Y ADECUACIN DE LA MINA TAMESIS 5.5.1 Adecuacin de vas de acceso 5.5.2 Labores mineras 5.5.3 Labores de desarrollo 5.5.4 Labores de preparacin 5.5.5 Labores de explotacin 5.6 ADMINISTRACIN DE LA MINA TAMESIS 5.6.1 Organizacin administrativa 5.6.2 Recursos 5.7 SALUD OCUPACIONAL 5.7.1 Descripcin de los principales factores de riesgos presenten en minera 5.7.2 Objetivos del desarrollo del programa de salud ocupacional 5.7.3 Mantenimiento tcnico de equipos 5.7.4 Higiene y seguridad minera 5.7.5 Primeros auxilios y servicios mdicos

142 142 142 142 142 143 144 144 145 146 147 148 148 149 149

5.8 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES MINERAS 6. EVALUACION AMBIENTAL 6.1 CARACTERIZACIN AMBIENTAL GENERAL 6.1.1 Metodologa de valoracin 6.1.2 Descripcin e identificacin de impactos 6.1.3 Medidas de manejo generales impacto de suelos 6.1.4 Medidas de manejo generales de aguas superficiales 6.1.5 Medidas de manejo generales reforestacin 6.1.6 Medidas de manejo generales fauna 6.1.7 Medida de manejos generales paisaje 6.1.8 Medidas de manejo generales aire 6.1.9 Medida de manejos generales educacin y capacitacin 6.2 PLAN DE SEGUIMIENTO Y MONITOREO 6.3 PLAN DE ABANDONO 6.4 COSTOS Y CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE LAS MEDIDAS DE MANEJO AMBIENTAL

149 151 151 151 155 155 157 158 159 159 160 161 162 163

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7. EVALUACION ECONOMICA 7.1 RESUMEN DE COSTOS DE PRODUCCION 7.2 COSTOS DE CAPITAL E INVERSIONES 7.2.1 Inversiones existentes 7.2.2 Inversiones futuras 7.3 COSTOS DE OPERACIN 7.3.1 Costos fijos indirectos 7.3.2 Costos directos o variables 7.3.3 Costos generales 7.4 FACTOR DE AGOTAMIENTO 7.5 COSTO DE CAPITAL 7.5.1 Depreciacin 7.5.2 Amortizacin 7.5.3 Impuesto 7.5.4 Capital de trabajo

165 165 165 166 166 166 167 167 167 168 168 168 169 170 170

7.6 COSTO POR TONELADA 7.7 ANALISIS FINANCIERO 7.7.1 Flujo de caja 7.7.2 Relacin beneficio/costo 7.7.3 Punto de equilibrio 8. CONCLUSIONES 9. RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS

170 171 171 172 172 175 176 177 178

LISTA DE FIGURAS Pag. Figura 1. Localizacin del rea de estudio Figura 2. Geologa general, rea de estudio y sus alrededores Figura 3. Columna estratigrfica Mina Tamesis Figura 4. Geoforma del rea de estudio Figura 5. Modelo Digital de Elevacin. Geomorfologa del rea de estudio Figura 6. Diagrama del procesamiento de la cermica de la empresa Cermica Italia S.A Figura 7. Procedimiento para el desarrollo de los anlisis Figura 8. Diagrama de identificacin de materiales Figura 9. Metodologa para caracterizacin de muestras de arcilla Figura 10. Probetas de arcilla, quema 1120, 1140, 1180 C Figura 11. Procedimiento laboratorio Figura 12. Discontinuidad de la roca Figura 13. Anlisis de la resistencia de la roca usando el Software RocLab para arcillolitas y areniscas Figura 14. Subdivisin de canteras segn su utilidad Figura 15. Fases del ciclo de explotacin Figura 16. Parmetros geomtricos de diseo de minera a cielo abierto Figura 17. Representacin estereogrfica de los planos de debilidad Figura 18. Concentracin de polos de planos de debilidad 27 32 33 39 40 60 65 69 73 76 81 87 92 97 102 104 113 114

Figura 19. Familia de diaclasas predominantes Figura 20. Cua uno formada por la familia uno y familia dos Figura 21. Cua dos formada por la familia uno y familia tres Figura 22. Cua tres formada por la familia dos y familia tres Figura 23. Cua cuatro formada por la familia uno y la estratificacin Figura 24. Cua cinco formada por la familia dos y estratificacin Figura 25. Cua seis formada por la familia tres y estratificacin Figura 26. baco Figura 27. Factor de seguridad segn Bishop, sector nor-este Mina Tamesis Figura 28. Factor de seguridad segn Janbu, sector sur-este Mina Tamesis Figura 29. Datos bsicos de partida para la seleccin de equipos mineros Figura 30. Elementos tenidos en cuenta para determinar la descripcin de los impactos Figura 31. Elementos tenidos en cuenta para realizar la evaluacin de impactos Figura 32. Punto de equilibrio Figura 33. Participacin costo / tonelada en el primer ao

115 124 124 125 125 126 126 128 130 130 137 151 152 173 174

LISTA DE CUADROS Pag. Cuadro 1. Alinderacin Mina Tamesis Cuadro 2. Principales procesos geolgicos presentes en el rea de estudio Cuadro 3. Clasificacin de los suelos segn textura en los patios Norte de Santander Cuadro 4. Composicin florstica del bosque muy seco tropical (Bms-T) Cuadro 5. Clculo de reservas, Mina Tamesis Cuadro 6. Norma para obtener produccin requerida ton/ao Cuadro 7. Resultados de vida til por mantos Mina Tamesis Cuadro 8. Coordenadas de las canales del muestreo Cuadro 9. Efectos producidos por algunos minerales en las arcillas Cuadro 10. Equipo utilizado dentro del laboratorio Cuadro 11. Anlisis fsico-cermicos Cuadro 12. Parmetros de clculo para las propiedades fsico cermicas Cuadro 13. Clasificacin segn granulometra Cuadro 14. Granulometra Cuadro 15. ndice de plasticidad Cuadro 16. Criterios de interpretacin Cuadro 17. Resultados de contraccin y absorcin de agua de las pastas quemadas a 1140 C Cuadro 18. Resultados curva de desfloculacin 26 36 41 43 52 53 54 56 58 61 63 64 67 67 70 71 77 78

Cuadro 19. Desarrollo del ensayo para el anlisis de compresin simple Cuadro 20. Comparativo de las muestras ensayadas compresin simple Cuadro 21. Clasificacin de la calidad de la roca Cuadro 22. Apertura de juntas Bieniawski Cuadro 23. Escala de meteorizacin de las rocas sedimentaria detrtica Cuadro 24. Clasificacin de parmetros y rangos de valores Cuadro 25. Ajuste por orientacin de las discontinuidades Cuadro 26. Clasificacin de macizos rocosos Cuadro 27. Significado de la clasificacin del macizo rocoso Cuadro 28. Condiciones de las discontinuidades Cuadro 29. Resultados de la clasificacin del macizo rocoso Cuadro 30. Macizo rocoso de la mina tamesis Cuadro 31. Mtodos de explotacin a cielo abierto Cuadro 32. Caractersticas de los mantos de la Mina Tamesis Cuadro 33. Calculo mineral / estril en los primeros cinco aos Cuadro 34. Parmetros del talud Cuadro 35. ngulo de reposo de taludes Cuadro 36. Factores que influyen sobre la estabilidad de los taludes Cuadro 37. Anlisis cinemtico de Diaclasas Sector Sur-Este Cuadro 38. Anlisis cinemtico de Diaclasas Sector Nor-Oeste Cuadro 39. Anlisis cinematico con interseccin del talud Cuadro 40. Anlisis cinematico con interseccin del talud

80 82 84 85 86 88 89 89 89 89 90 91 96 99 100 104 110 112 117 117 118 118

Cuadro 41. Determinacin del factor de seguridad por falla en cua en condiciones normales Cuadro 42. Determinacin del factor de seguridad por falla en cua en condiciones saturadas Cuadro 43. Determinacin del factor de seguridad por falla en cua en condiciones extremas Cuadro 44. Resultados factor de seguridad por bacos Cuadro 45. Resultados factor de seguridad segn Janbu Cuadro 46. Resultados factor de seguridad segn Bishop Cuadro 47. Propiedades tpicas de los suelos compactados Cuadro 48. Capacidad Botadero Cuadro 49. Resultados factor seguridad botadero Cuadro 50. ndice de esponjamiento Cuadro 51. Determinacin de relacin de descapote Cuadro 52. Descripcin del personal requerido Cuadro 53. Principales factores de riesgo Cuadro 54. Rango y valoracin de los criterios de evaluacin ambiental Cuadro 55. Descripcin e identificacin de posible impactos generados sobre el M.A Cuadro 56. Calificacin de impactos ambientales Cuadro 57. Cronograma de actividades de las medidas de manejo ambiental Cuadro 58. Costos de las medidas de manejo ambiental Cuadro 59. Inversiones existentes Mina Tamesis Cuadro 60. Inversiones a realizar Mina Tamesis Cuadro 61. Costos de operacin

122 123 123 127 129 129 132 134 135 141 143 145 147 153 154 162 164 164 166 166 167

Cuadro 62. Depreciacin Cuadro 63. Amortizacin para las inversiones Cuadro 64. Capital de trabajo Cuadro 65. Costos por tonelada de mineral Cuadro 66. Determinacin del flujo de caja Cuadro 67. Relacin Beneficio costo Cuadro 68. Punto de equilibrio

169 170 170 171 172 172 173

LISTA DE PLANOS

Plano 1. Plano Topogrfico Plano 2. Plano geolgico local Plano 3. Plano diseo minero Plano 4. Plano perfiles diseo de la explotacin bloque N-W Plano 5. Plano perfiles diseo de la explotacin bloque S-E Plano 6. Plano secuencia de la explotacin por aos Plano 7. Plano secuencia por aos bloque S-E sentido avance S-N Plano 8. Plano secuencia por aos bloque N-W sentido avance N-S Plano 9. Plano secuencia por aos bloque CENTRAL sentido avance N-S Plano 10. Plano diseo del botadero Plano 11. Plano perfiles del botadero Plano 12. Plano estado final de la mina

LISTA DE ANEXOS Pg. Anexo A. Cuadro de datos y grficas del anlisis granulomtrico Anexo B. Cuadro de datos y grficas del anlisis de plasticidad Anexo C. Cuadro de datos y grficas del anlisis de curvas de gresificacin Anexo D. Cuadro de datos y grficas del ensayo materias primas Anexo E. Cuadro de datos y grficas del ensayo curvas de desfloculacion Anexo F. Cuadro de datos y grficas frecuencia de Discontinuidades Anexo G. Cuadro de datos y grficas del ensayo resistencia compresin simple Anexo H. Cuadro de datos y grficas del ensayo corte directo Anexo J. Graficas del anlisis de estabilidad Software Slope Anexo K. Cronogramas de actividades Anexo L. Planos 179 194 208 232 244 250 255 290 302 307 308

GLOSARIO ABIGARRADO: dcese de los minerales que no presentan uniformidad de color. APTITUD: trmino mediante el cual se indica la direccin que tiene un cuerpo geolgico tabular, as como su inclinacin con respecto a una lnea imaginaria horizontal perpendicular a la direccin del mismo. ESTRATIFICACIN: disposicin de las rocas sedimentarias en capas. Tambin se utiliza para describir las estructuras internas de un estrato. ESTRATIGRAFA: parte de la geologa que estudia la disposicin y caractersticas de las rocas estratificadas, mediante las cuales se reconstruyen las condiciones fsicas y qumicas que las originan. ESTRATO O CAPA: cuerpo de roca de geometra predominantemente tabular, que posee determinadas caractersticas que la distinguen de los estratos adyacentes. EXPLORACIN: trabajos efectuados desde la superficie terrestre con el propsito de determinar la localizacin, cantidad o calidad de un depsito mineral. Puede consistir en excavaciones de zanjas, sondeos, etc. FORMACIN: unidad fundamental en la clasificacin litoestratigrafica. Es un cuerpo de roca identificado por sus caractersticas litogrficas y posicin estratigrfica, es predominantemente tabular y cartografiable en la superficie de la tierra o delimitable en el subsuelo. GEOLOGA ESTRUCTURAL: parte de la geologa que estudia y describe globalmente el comportamiento de los cuerpos rocosos ante la accin de fuerzas corticales. GRUPO GUAYABO (TMG): denominacin geolgica dada a un conjunto de arcillas y areniscas alternadas estratigrficamente. El miembro arcillosos est conformado por una secuencia de arcillolitas con intercalaciones de limonita arcillosa, arenisca de grano muy fino y arenisca de grano fino a medio; por su parte el miembro arenoso se caracteriza por el predominio de arenisca de grano grueso, incluyendo arenisca conglomertica y conglomerado. LITOLOGA: parte de la geologa que estudia la cristalografa de los minerales y su composicin qumica. METEORIZACIN: conjunto de procesos externos que provocan la alteracin de las rocas superficiales. La meteorizacin puede ser mecnica o fsica, qumica y biolgica.

MORFODINMICA: parte de la geologa que estudia la variacin de la geoforma terrestre debido a la accin de factores endgenos y exgenos. PROPIEDADES GEOMECNICAS: caractersticas de resistencia especficas para cada tipo de roca. PUNTO ARCIFINIO: punto de referencia topogrfica, imaginario con ubicacin geogrfica exacta en cuanto a coordenadas y altitud sobre el nivel del mar. YACIMIENTO: concentracin natural de minerales slidos lquidos o gaseosos que por su volumen y concentracin son explotables econmicamente.

INTRODUCCION La empresa Cermica Italia S.A, es una de las empresas pioneras en el desarrollo industrial e investigacin de las arcillas en el departamento de Norte de Santander, para ampliar la cobertura se ha pensado en la instalacin de nuevas plantas para producir como lo es el caso de la planta que se ubicara en la vereda Agua Linda, Municipio los Patios Norte de Santander, la cual seria abastecida por la mina de arcilla tamesis de los patios, motivo por el cual se requiere el DISEO DEL SISTEMA DE EXPLOTACIN A CIELO ABIERTO MINA DE ARCILLA TAMESIS MUNICIPIO DE LOS PATIOS, DEPARTAMENTO NORTE DE SANTANDER El problema existente es: Con base a la geologa existente, realizada por la empresa Cermica Italia S.A en el rea de contrato de concesin N 609, ubicada en la vereda Agua Linda, Municipio los Patios Norte de Santander, se analiz la situacin litolgica, geologa local, regional y modelo geolgico en 3D del rea, logrndose identificar la presencia de intercalaciones de arcilla y arenisca. Adems se identificaron siete niveles lodolticos en el rea, detectndose en el nivel seis la presencia de un mineral adherido a la arcilla contaminante como le yeso, denominado as debido a que para el proceso cermico este mineral disminuira la calidad de la cermica, es por esto que se pretende disear un mtodo de explotacin a cielo abierto que garantice la extraccin tcnica, econmica y ambientalmente viable del yacimiento de arcilla de la mina Tamesis. Dentro del proceso cermico para la obtencin de baldosas se requiere previamente que el material extrado (arcillas) cumpla con cierta composicin mineralgica establecido por la empresa Cermica Italia S.A, dentro de las cuales resalta evitar al mximo el contenido de sulfatos (yeso), ya que este disminuira la calidad en el esmaltado de la baldosa, por su composicin qumica (CaSO4-2H2O), que actan con otros agentes qumicos como el hierro, entre otros ocasionando fuertes reacciones qumicas perjudiciales para la obtencin del producto final baldosas, por todo esto se requiere disear un mtodo de explotacin que garantice la extraccin tcnica, racional, econmica y ambiental del yacimiento, el cual disminuya el contenido de impurezas (sulfatos), que contenga el yacimiento arcilloso. Para la industria cermica, es de inters econmico obtener mayor eficiencia en el procesamiento de los recursos minerales requeridos mediante una extraccin limpia de la arcilla, para lograr esto se tendrn en cuenta los siguientes objetivos: Objetivo General: disear un sistema de explotacin a cielo abierto, para lograr la extraccin tcnica, econmica y ambientalmente viable del yacimiento de arcilla de la Mina 25

Tamesis, ubicada en el Municipio Los Patios. Objetivos especficos: determinar las propiedades qumicas, fsico cermicas y geomecnicas de las arcillas existentes en la Mina Tamesis. Disear el sistema de explotacin a cielo abierto ms apropiado, teniendo en cuenta las caractersticas geolgicas del yacimiento. Identificar los posibles impactos ambientales originados con la ejecucin del sistema de explotacin seleccionado y enunciar alternativas ambientales de manejo y mitigacion. Realizar la evaluacin y categorizacin de reservas en el rea del proyecto y efectuar la evaluacin econmica y financiera del proyecto.

Contexto donde se desarroll el proyecto: aspecto geogrfico: localizacin. La Mina Tamesis, se localiza geogrficamente al sur de la ciudad de Ccuta, departamento de Norte de Santander, aproximadamente 4 km. al sur-oriente del municipio de Los Patios (Vase el Cuadro 1 y la Figura 1). La zona de estudio tiene una superficie aproximada 66.7638 hectreas. La alinderacin del rea esta dentro de un polgono de cinco lados y se encuentra en la carta preliminar N 99 - IB del Instituto Geogrfico Agustn Codazzi, IGAC. Cuadro 1. Alinderacin Mina Tamesis

LADOS Desde Hasta 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6

N/S GRAD. MIN. SEG. E/W DISTANCIA 1S 2N 3N 4S 5S 1N 24 90 38 21 90 0 30' 0' 4' 52'' 0' 0' 30,93'' 0,00'' 17,00'' 30,79'' 0,00'' 0,00'' E E W W W E 2441,85 894,52 124,09 994,61 447,42 1020,69

C. NORTE

C. ESTE

1353597,69 843212,00 1353597,69 844106,52 1353500,00 844030,00 1352577,01 843659,42 1352577,01 843212,00 1353597,70 843212,00

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Figura 1. Localizacin del rea de estudio

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Municipio de los patios: localizacin: se encuentra ubicado en la parte sur del departamento, conforma la subregin sur occidental y sus coordenadas geogrficas son: Longitud oeste: Latitud norte: Altitud: Temperatura promedio: Distancia al capital: Extensin: Poblacin: Limites Norte: Sur: Oriente: Occidente: 723048 75018 320 m.s.n.m. 27 C 4 Km. 133 Km2 3860

Ccuta. Ragonvalia y Chincota Bochalema Villa del rosario.

Resea histrica: Su origen se remonta al siglo XVII. Para la poca la hacienda Los Patios fue tan famosa que as se llam a la regin. Entre los primeros terratenientes figuran Cipriano Castro y Juan Vicente Gmez, quienes en la hacienda Los Vados organizaron las estrategias para tomar el poder en Venezuela. Otras haciendas importantes fueron El Hato, El Suspiro, Los Colorados, El Portal y La Garita. En Los Colorados, de Augusto Duplat, se construy la primera planta elctrica que abasteci de energa a Ccuta. Economa: Pecuaria: segn el censo pecuario del ao 2002, hay 1.650 reses. En La Mutis, se concentra el 40 por ciento de esta actividad. Tambin hay equinos (320), caprinos (870) y conejos (450). La piscicultura ha ido en aumento; hay ms de 20 estanques. Las especies que ms se cultivan son boca-chico, cachama, mojarra y paletn. En Agua Linda est desarrollada tcnicamente la avicultura. Hay ms de 500.000 aves.

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Industria: conformado por el 67 por ciento de comercio, 28 por ciento en actividades de servicio y 4 por ciento en industria. Las empresas ms representativas son Cementos Diamantes, Sigma. Chircal Los Vados y Gas Rosario S.A. En la actividad microempresarial los sectores ms representativos son metalmecnica, confecciones y madera. Agrcola: en la cabecera municipal se producen hortalizas y tomate. La vereda que ms se destaca por la productividad agrcola es La Mutis. Entre los principales productos de la regin figuran caf, pltano, caa de azcar, maz, tomate y ctricos.

Minera: la explotacin de caliza a campo abierto en Agua Linda y el posterior procesamiento en la fbrica de cemento, son la base de la economa municipal. La extraccin y procesamiento de arcillas en Los Vados y la de material de arrastre del Pamplonita, son otras actividades del sector. Festividades: San pablo, patrono, 29 de junio, Viraren de Tierra Linda, La Divina Pastora, 13 de Mayo, fiestas municipales, primeros das de diciembre, 11 de noviembre fiestas del barrio. Sitios tursticos: parques Florentina Salas (Los Vados) y Eduardo Cote Lamus (La Garita), Monumento a la Santa Cruz, Casona donde funcion el aeropuerto de Los Patios, rea de Estoraques (Los Vados), Corredor Turstico en la recta a Corozal, Balnearios, Museo Arqueolgico y Motodromo (Agua Linda), Capilla de Los Vados. Hidrologa: hace parte de la cuenca del ro Pamplonita, cuya rea es 1.085 km2 con ros principales como el Pamplonita y Tchira y las quebradas Iscal y Honda. Tiene un caudal promedio de 25 m 3 /Seg. Entre las subcuencas municipales estn la de las quebradas La Honda, La Tascalera y sus afluentes. Los Cedros, La Garca, Cao La Mona. Agua Linda y Juana Paula. Acceso: al rea se accede por la carretera nacional pavimentada que de la ciudad de Ccuta conduce a la ciudad de Pamplona. 2.5 Km. adelante del municipio de Los Patios, existe un carreteable hacia el oriente, que conduce a la vereda Agualinda y la cantera de calizas denominada suspiros de propiedad de la empresa multinacional Cemex Colombia S.A; pasando la vereda Agua Linda, se sube aproximadamente 1.5 Km. por la quebrada La Cinaga para as llegar al lindero sur del lote.

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Al oriente del rea existe otra carretera que de Ccuta conduce al casero Juan Fro. Situacin jurdica: el da 8 de junio de 2006, la empresa Cermica Italia S.A. Nit N 890.503.314 06, solicit la cesin de rea con una extensin de 66 Ha. ms 778 m2; correspondiente al contrato de concesin 609, el cual estar destinado a la exploracin tcnica y explotacin econmica de un yacimiento de arcilla y dems minerales concesibles, localizada en el municipio de Los Patios, departamento Norte de Santander, cuya minuta se encuentra en trmite. Licencia ambiental: para la etapa exploratoria no se requiere licencia ambiental, solamente se da aplicabilidad al articulo 200 ley 685 de 2001, Nuevo Cdigo de Minas simultaneidad. Componente geoesfrico: Geologa: Geologa regional: el Municipio de los Patios se ubica fisiogrficamente en zona montaosa, haciendo parte de la Cordillera Oriental (Andes Colombianos). Su red hdrica pertenece a la Cuenca del Ro Pamplonita (K6.4), Gran Cuenca del Catatumbo. La mayor parte de su territorio es de relieve quebrado, con pendientes pronunciadas a escarpadas; existiendo zonas planas a levemente inclinadas como la Meseta de Corozal y el rea donde est edificada la zona urbana. El rea de estudio se encuentra ubicada en el anticlinal de Agua Caliente cuyo eje tiene una direccin preferencial N-S en rocas pertenecientes al Grupo Guayabo de edad Mioceno. Litologa: en el rea municipio de Los Patios, afloran rocas sedimentarias de edades Mesozoico, Cenozoico a Reciente. Estas rocas estn representadas en los mapas por unidades cronoestratigrficas que agrupan dos o ms unidades litoestratigrficas establecidas (Grupo, Formacin) o aquellas que estn en proceso de serlo, como los depsitos cuaternarios. Estratigrafa: en la regin afloran rocas sedimentarias del cretceo, terciario y cuaternario, predominando dentro del rea de estudio el grupo Guayabo de edad Mioceno, tambin se encuentran formaciones como Cuervos y Barco de edad Paleoceno, Len de edad Oligoceno y Catatumbo de edad Maestrichense superior, incluyendo posiblemente parte del Paleoceno Inferior. En la zona de estudio se identifican claramente siete mantos arcillosos, los cuales se describirn a continuacin:

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Manto 1: este manto se ubica en la parte noroccidental del rea de estudio y estratigrficamente se encuentra en la parte ms baja de la secuencia sedimentaria. Se presenta como dos niveles lodo lticos, el inferior, ms limoso, tiene un espesor de 3.7 m. y est separado del nivel superior que tiene un espesor de 4.5 m. por una capa de arenita de grano fino a medio de 1 m. de ancho; presentan laminacin plana paralela, la cual es ms evidente en la capa de arena. Manto 2: este manto est al sur y oriente del manto 1 y se ubica estratigrficamente por encima de ste; es reconocido y se correlaciona fotogeolgicamente con el contacto encontrado se observ una capa de 10.34 m de lodolitas abigarradas. Manto 3: este nivel est al sur y oriente del manto 2 y se ubica estratigrficamente por encima de este; es reconocido y se observa una capa de 14.86 m de lodolitas abigarradas. Manto 4: este nivel est al sur y oriente del manto 3 y se ubica estratigrficamente por encima de este; este nivel se observa en campo solo una pequea parte, ya que el resto est cubierto de vegetacin, pero con base en la morfologa del terreno y para efecto del clculo de recursos se infiere un espesor de 25.34 m Manto 5: este nivel se ubica al sur y oriente del manto 4 y estratigrficamente por encima de este. Tiene un espesor de 6 m y est compuesto de lodolitas abigarradas, con laminacin plana paralela, presentando los tres metros inferiores una litologa ms Manto 6: este nivel se ubica al sur y oriente del manto 5 y estratigrficamente por encima de este. Tiene un espesor de 33.61 m y est compuesto de lodolitas abigarradas, con laminacin plana paralela, presentando los tres metros inferiores una granulometra ms gruesa (limo). Este manto se encuentra dividido con respecto a su calidad ya que existe la presencia de yeso, motivo por el cual para efectos del clculo de reservas fue necesario sectorizarlo, manto 6 noreste, y manto 6 sureste. Manto 7: este nivel se ubica al oriente del manto 4 y estratigrficamente por encima de este. Tiene un espesor medido de 14.19 m, aunque se ve que contina hacia abajo; est compuesto de lodolitas abigarradas, con laminacin ondulosa, presentando aumento en la granulometra ms gruesa (limo) hacia la parte superior. Ver traza de los mantos en el plano topogrfico. (Vase el Plano 1).

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Figura 2. Geologa general, rea de estudio y sus alrededores

Grupo Guayabo (tmg): ste consiste, en general en arenas friables de color pardo a gris claro, limolitas, arcillolitas, y arcillas arenosas grises con algunos horizontes de arcillas verdes y abigarradas. El Grupo Guayabo reposa concordantemente sobre la formacin Len y el lmite entre ambas se coloca donde subyacen las arcillas pizarrosas de la formacin Len. El grupo tiene un promedio de 800 m de espesor, habindose encontrado espesores hasta de 2640 m al sureste de Ccuta. La edad, es principalmente Mioceno, pero posiblemente se extiende hasta el Plioceno, dependiendo de cuando empez el plegamiento Andino que no se ha fijado en esta rea. Sin embargo, en las reas cercanas a Ccuta las mayores explotaciones de arcillas se hacen sobre los niveles superiores de las rocas sedimentarias del Grupo Guayabo. Se han caracterizado dos unidades litolgicas que presentan entre s un contacto gradacional, reconocidas en toda la regin sin ser iscronos: se trata de dos conjuntos alternados, uno de naturaleza arcillosa que podra equivaler a la Formacin Ccuta de James y otro de naturaleza arenosa que correspondera a las formaciones Cornejo y Urimaco.

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Figura 3. Columna estratigrfica Mina Tamesis

4.25m 14.95m 9.25m

M 7

M 7 p r e d o m in a n la s t o n a lid a d e s g r is e s r o jiz a s ju n t o c o n a m a r illa s

33.61m

M 6

M 6 p r e s e n t a t o n a lid a d e s g r is e n d if e r e n t e s in t e n s id a d e s j u n t o c o n a m a r illo

7.75m

26.36m

M 5 p r e s e n t a t o n a lid a d e s m o s t a z a , g r is , r o j iz a , c a f e , lila , a m a r illo . M 5

4.52m

25.324m

M 4 p r e s e n t a t o n a lid a d e s g r is , r o jiz a , lila , a m a r illo y c a fe . M 4

8m

14.86m

M 3 p r e s e n t a t o n a lid a d e s m a r r o n , r o jo , lila , g r is M 3

10.34m

4.69m

M 2

M 2 s e e n c u e n t r a n a r c illa s d e t o n o s g r is , a m a r illo s , r o jiz a y lila .

3.709 m 2m

M 1

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Conjunto arcilloso del Grupo Guayabo: est conformado por una secuencia de arcillolitas con intercalaciones de limolita arcillosa, arenisca de grano muy fino y arenisca de grano fino a medio. Sus principales caractersticas son: se presenta en forma masiva en capas de espesor variable; slo en algunos casos registran: Laminacin. Las arcillolitas de la base registran colores gris claro a verdoso, similares a los tonos presentados por la Formacin Len, pasando luego a colores amarillentos y violceos. James y Ponce, describen esta arcilla como predominantemente montmorillontica, con una relacin arcilla-arena variable que va desde el 80 al 90% en el tope de la Formacin Len, hasta tener en el cuerpo del conjunto Guayabo un predominio de lodolitas y limolitas. Las areniscas de este conjunto son de grano fino a medio; de composicin mineralgica a base de cuarzo, moscovita, feldespatos y minerales oscuros no identificables microscpicamente; muestran una gran variacin de colores, que van desde el blanco hasta el amarillo pardusco. La arenisca de grano grueso presente en este conjunto est dbilmente cementada con cemento silceo, la fraccin de arcilla en la matriz es muy baja, los granos son subangulares o sub-redondeados y el sorteamiento es regular. En la arenisca de grano fino se muestra un incremento en la fraccin de arcilla y limo siendo por lo tanto menos poroso y friables que la del grano grueso. Las areniscas de grano grueso se presentan en general en forma masiva, en capas de 1 a 2 metros de espesor y muestran ocasionalmente estratificacin cruzada, ondulitas y marcas de corrientes. Las de grano fino se presentan en estratos de hasta 2 m. de espesor. La de grano muy fino tiene espesores que no pasan de 30 cm. y generalmente es laminada con abundante moscovita en los planos de laminacin; tambin suele presentar macro estratificacin cruzada. Este conjunto arcilloso no tiene mayor importancia como acufero ya que el porcentaje de areniscas en la columna es muy bajo, los espesores de estas areniscas son comparativamente ms bajos que aquellos de arcillolita, aunque la permeabilidad promedio primarias de estas areniscas es baja a media.

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Conjunto arenoso del Grupo Guayabo: se caracteriza por el predominio de arenisca de grano grueso, incluyendo arenisca conglomertica y conglomerado. Existe adems, presencia de material granular fino a medio similar a la del conjunto arcilloso. Sus principales caractersticas son: su color vara desde el blanco al amarillo rojizo y marrn; en materia de tamao, predominan los granos gruesos con un sorteamiento de malo a regular. Se registran formas de grano redondeados al lado de formas angulares. El contenido de arcilla en la matriz es muy bajo y la cementacin es mala o regular. El cemento es predominantemente silceo, aunque tambin existe cemento ferruginoso; se presenta desarrollos de oolitas de gohetita y chamosita. La composicin mineralgica bsica es cuarzo, chert, algo de feldespato, moscovitas y minerales oscuros en algunas ocasiones. Las areniscas de grano fino se presentan en capas de espesores menores de 30 cm. y an laminadas. Es frecuente encontrar en ella micro estratificacin cruzada y ondulitas; en los planos de estratificacin y laminacin hay una concentracin de moscovita: el contenido de arcillas es mayor que las de grano medio y grueso y son tambin menos friables que estas ltimas. Las capas de grano grueso tienen espesores mayores que las anteriores, se han registrado capas hasta de 6 metros de espesor, siempre presenta estratificacin cruzada con gradacin en el tamao. Son frecuentes los rellenos de canal y las marcas de corrientes. El conglomerado es de composicin similar a la de areniscas, con diferencia de que los cantos de chert son ms abundantes y aparecen adems cantos de areniscas de grano muy fino. La matriz arenosa es compuesta por cuarzo, feldespato y moscovita. La cementacin es buena, el cemento es silceo y en parte ferruginoso. Los cantos son sub-redondeados y angulares y llegan a tener hasta 2 cm. de dimetro. Procesos geolgicos: hace referencia a los fenmenos fsicos y qumicos que actan como modificador de la superficie del rea de influencia del proyecto, entre los cuales se encuentran: denudacin, sedimentacin, movimientos terrestres, vulcanismo, procesos tectnicos, movimientos de masas, procesos meteorolgicos, entre otros. El principal proceso geolgico es la erosin como agente detonante de la estabilidad, se produce en las laderas escarpadas, no intervenidas antrpicamente de manera directa, pero 35

s indirecta (al recibir parte de las aguas servidas y por deforestacin). En estas laderas aparecen carcavamientos de consideracin, que bien pueden desestabilizar la ladera y producir inestabilidad en su entorno. As mismo, debido al alto volumen de aguas de escorrenta, que en pocas de alta precipitacin fluyen ladera abajo, se ocasiona erosin concentrada a lo largo de los drenajes naturales, generando socavacin de fondo y lateral. Es claro que todas las anteriores razones, hacen de la erosin, un agente modificador de la estabilidad de alta representatividad En estos casos la erosin puntual, localizada en un talud descubierto y potencialmente inestable sirve como agente modificador o factor detonante de la estabilidad; que puede producir en cualquier momento por la influencia triple de la erosin, la precipitacin y accin antrpica, ocasionando un efecto en cadena de las terrazas vecinas y originar un colapsamiento. En el cuadro 2, se muestran los principales procesos geolgicos que actan en el rea de Estudio. Cuadro 2. Principales procesos geolgicos presentes en el rea de estudio PROCESO GEOLGICO

DESCRIPCIN Son movimientos de velocidad variable, rpidos (detritos) y lentos, de carcter viscoso (de tierra). Se forman materiales provenientes de meteorizacin de las rocas, que pierden su estabilidad estructural por efecto del agua., originando desplazamientos con formas alargadas.

IMAGEN

FLUJO DE DETRITOS

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Continuacin Cuadro 2. Principales procesos geolgicos presentes en el rea de estudio

PROCESO GEOLGICO

DESCRIPCIN Este tipo de erosin es producido por el agua al fluir por ductos concentrados dentro del suelo en algunos puntos del rea, la cual da origen derrumbamientos o colapsos que pueden generar un hundimiento del terreno o la formacin de una crcava. Provocan en las partes altas. el fracturamiento de la roca, dando espacio a la generacin de otros. Procesos y en las orillas de los sistemas naturales de drenaje ayudan a evitar la aceleracin de otros procesos. Es el movimiento de rocas, principalmente a travs del aire y en forma rpida sin dar tiempo a eludirlas. Generan en los taludes con pendientes fuertes produciendo tambin un deterioro en la estructura de los mismos, principalmente como cado de roca en los mantos de arenisca por causa de la lluvia. Ocurren debido a la presencia de materiales blandos y a la falta de soporte vertical, por causa especialmente de las corrientes de agua natural y de escorrenta, generndose taludes negativos, esencialmente en las orillas de la Quebrada Tapia.

IMAGEN

EROSIN INTERNA

ACCIN LAS RACES DE LOS RBOLES.

CADA DE BLOQUES

COLAPSO POR SOCAVACIN

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Cuaternario: en el rea de estudio se identifican depsitos cuaternarios: terrazas altas con morfologa plana, normalmente hacia las mrgenes de las quebradas, los cuales se identifican claramente en las fotografas areas. Otros depsitos aluviales son aquellos menos consolidados, que son depositados hacia la margen cncava de los meandros de las quebradas. Depsitos pleistocenos y recientes (Qt, Qal): no se ha hecho en detalle ningn estudio de los sedimentos cuaternarios. Existen depsitos de gravas y de arenas al largo de los ros en forma de terrazas altas y aluvin de ro. Geologa estructural: estructuralmente, el rea forma parte del cierre del anticlinal asimtrico Agua Caliente, que tiene una direccin preferencial NNE-SSW, el cual es identificado claramente a partir de la fotointerpretacin y los datos de campo (los datos de rumbo cambian de E-W en la parte occidental a NNE-SSW en la parte oriental). Falla: estos rasgos estructurales afectan las diferentes litologas y en varios casos cortan a las estructuras. Estas fallas han sido el producto de la intensa actividad tectnica a que ha sido sometida la Cordillera Oriental a lo largo de los diferentes perodos geolgicos. La mayora de las fallas regionales presentan una direccin Norte Sur, siendo algunas de ellas normales y otras inversas. En el rea rural se presentan una serie de fallas locales con sentido NW SE y NE - SW, de tipo normal, afectando rocas de la Formacin Len y del Grupo Guayabo. Existiendo una falla en el drenaje de la quebrada Juana Paula con sentido SW NE. Geomorfologa: el anlisis de la geomorfologa se orienta hacia los tipos, formas del relieve y procesos morfogenticos asociados y, en relacin con las unidades basadas en el tipo de roca y su correspondiente formacin. La geomorfologa de Los Patios se enmarca dentro del ltimo sector. La cuenca del ro Pamplonita (K 6.4) presenta un desarrollo geomorfolgico muy complejo, ligado a las etapas evolutivas de la Cordillera Oriental, desarrollndose una variedad de litologas y estructuras importantes, sobre las cuales han actuado diversos fenmenos tanto endgenos como exgenos. Esta cuenca presenta configuraciones diferentes, dependiendo del tipo de litologa predominante, los controles estructurales y los procesos dinmicos pasados y actuales responsables del modelado.

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Las elevaciones en el rea de estudio varan entre 482 y 600 m.s.n.m. El paisaje que se observa en la margen derecha, aguas abajo, de la quebrada Las Tapias, la cual atraviesa el rea con una direccin NE-SW, es de lomas con una pendiente suave hacia el sur y escarpes hacia el norte, reflejando la estructura geolgica y el tipo de roca que le da origen, es decir, el flanco del anticlinal y las arenitas en las partes altas, contrastando con los escarpes formados por meteorizacin de las rocas ms blandas en la margen de la quebrada se observan algunos parches de morfologa plana, las cuales corresponden a depsitos cuaternarios (Terrazas), que dan un paisaje comnmente denominado de Estoraques.(Vase la Figura 4). Figura 4. Geoforma del rea de estudio

SPENDIENTE SUAVE TERRAZA MORFOLOGA PLANA ESTORAQUES TERRAZA MORFOLOGA PLANA ESTORAQUES

W

NESCARPE PENDIENTE SUAVE ESCARPE

ARENITA

En general, podemos decir que la geomorfologa del rea representada en el Modelo Digital de Elevacin (Vase la Figura 5) refleja los rasgos estructurales del cierre de anticlinal asimtrico que le dio origen.

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Figura 5. Modelo Digital de Elevacin. Geomorfologa del rea de estudio

Suelos: los diferentes suelos que se encuentran en el departamento se han agrupado de acuerdo con los paisajes predominantes, as: de cordillera, de colinas y de planicies aluviales siendo en su mayora catalogados como entisoles. Para la calcificacin regional del suelo se tom como informacin bsica la reportada en los Estudios de reas Homogneas y Uso Integral de la Cuenca del Ro Pamplonita, realizado por Bongcam y Asociados (1991), Plan de Recuperacin Fsica de la Microcuenca Quebrada Agualinda, Realizado por Contreras V. J. L. (1997), obteniendo como resultado en la vereda de Agua Linda un tipo de suelo miscelneo erosionado. Miscelneo Erosionado (ME). Esta unidad se encuentra localizada al sur del casco urbano del municipio de Los Patios y comprende las veredas de Los Vados y Agua Linda, entre la carretera principal que comunica el municipio con Pamplona y al oriente con el lmite del municipio de Villa del Rosario, con alturas que oscilan entre los 400 y los 600 m.s.n.m., dentro del clima clido seco. El relieve es de colinas de terrazas antiguas disectadas, con pendientes hasta del 25%, con erosin muy severa en surcos y crcavas. Este resultado final es el producto de prcticas inapropiadas de uso del suelo y los recursos naturales, tales como, la deforestacin total, quemas frecuentes, sobrepastoreo, entre otras. Estas reas actualmente se encuentran

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ocupadas por vegetacin arbustiva xeroftica rala y en buena parte totalmente desnudas sin ningn tipo de proteccin. En el rea de estudio bsicamente el suelo es aprovechado solo por rebaos de cabras y para minera; al norte del rea de estudio se encuentra el Tejar SIGMA y al occidente el Tejar Tmesis. Cuadro 3. Clasificacin de los suelos segn textura en los patios Norte de Santander Grupo Subgrupo Areno gravillosos GruesoArenosos Areno Francos Areno Arcillosos Franca Franco Arenoso Franco Franco Limosos Limosos FrancoArcillo Arenosos FrancoArcillo Limosos Franco Arcillosos Arcillo Arenosos Arcillo Limosos Arcillosos

UbicacinVega del ro Pamplonita, zona de influencia de las quebradas Agualinda, Paramillo, La Mona y Juana Paula y parte baja de las veredas Agualinda, La Garita Los Vados Veredas Veinte de Julio, La Mutis, Colchones parte alta El Helechal parte alta, California y Corozal

Fina

Veredas Agualinda, Los Vados, La Garita, California Colchones y El Helechal parte baja

Componente hdrico: el municipio de Los Patios se encuentra influenciado por la cuenca del ro Pamplonita, la subcuenca de las quebradas La Honda, la Tascarena y sus afluentes, Los Cedros, La Garca; Paramillo, Cao La Mona, Agualinda y Juana Paula La red de drenaje del rea de estudio hace parte de la cuenca del ro Pamplonita. El terreno es atravesado por la quebrada Las Tapias en direccin NE-SW (controlada estructuralmente), la cual vierte sus aguas a la quebrada La Cinaga, que a su vez desemboca en el ro Pamplonita a la altura del municipio de Los Patios. Una limitante para la oferta del recurso hdrico es la determinada por su calidad, que puede

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llegar a establecer restricciones y/o condicionamientos en su uso; anteriormente las mayores limitaciones de calidad eran representadas por la recoleccin y transporte de sedimentos, actualmente se ha convertido en el mayor problema el aporte de carga orgnica por vertimiento de aguas residuales domsticas de las cabeceras municipales y centros poblados. El rea de estudio se encuentra ubicada en el piso trmico clido, el cual se presenta en una topografa con alturas que varan entre 450 m.s.n.m., hasta ms de 600 m.s.n.m. con temperaturas superiores a 24C. El rea presenta media a alta humedad y su precipitacin anual est por debajo de 1.000 mm. En trminos generales, el rgimen de precipitacin del departamento es bimodal con una poca de mayores lluvias por lo general entre marzo y junio y otra de septiembre a noviembre; las pocas lluviosas se presentan generalmente entre los meses de marzo y abril. Componente atmosfrico: las caractersticas climatolgicas son determinadas por factores de atmosfricos y geobiofsicos de carcter planetario, continental, regional, local como las condiciones montaosas y lluvias locales del departamento, que determinan variaciones puntuales en las precipitaciones, temperaturas, vientos y radiacin solar. La informacin climtica que se presenta corresponde a la estacin meteorolgica, del Aeropuerto Camilo Daza del IDEAM, ubicada en el Municipio de Ccuta, cuya ubicacin esta dada por las siguientes coordenadas: 756 Latitud Norte y 7231 Longitud Oeste, con una elevacin de 250 m.s.n.m. La precipitacin promedia anual es de 863.97 mm., donde valores mayores se presentan repartidos en dos periodos: el primero de marzo a mayo y el segundo de septiembre a diciembre; La Temperatura Media Promedio Mensual oscila entre los 25,4 y 28,2 C, observando que los valores ms altos se presentan en los meses de agosto y septiembre, y las temperaturas con los valores ms bajos se presentan en los meses de diciembre y enero con 25, y 25,7 C. El valor medio anual de horas de brillo solar es de 2.209,4 horas, el recorrido del viento anual es de 69.367 Km/h, la humedad relativa promedia anual es de 71%, el promedio de evaporacin anual es de 2.190,2 m.m. Componente bitico: vegetacin: segn el mapa de bosques de Colombia (IGAC y otros, 1985) en el rea de estudio se encuentra el bosque de piso basal, los cuales son bosques 42

algo densos y heterogneos en especies, localizados en la faja altitudinal menor de 1000 m.s.n.m. Los bosques del piso basal se desarrollan sobre pequeas colinas y en relieve algo abrupto con rboles pequeos y buena cantidad de arbustos. Entre las especies se mencionan anaime (Protium sp), caracol (Anacordium sp), cauchillo (Sapium sp), abarco (Cariniona pyriformis), chapul, chano, cuj, nin, peraco, guasimo, matarraton, sucumute, yavo, sande y pringamoza. En la clasificacin especfica para la zona de los patios la zona de estudio se encuentra clasificada como bosque muy seco tropical (bms-t). Bosque muy seco tropical (bms-T). Se encuentra ubicado entre los 0 - 600 m.s.n.m., presenta precipitaciones anuales de 500 a 1000 (mm) y temperatura superiores a los 27C., comprende las veredas de Agualinda, Los Vados y El casco Urbano, e involucra las microcuencas de las quebradas de Juana Paula y Agualinda. Vegetacin xeroftica, sobre suelos muy bajos de fertilidad y poca profundidad efectiva, que tiene entre otras, las siguientes caractersticas: achaparrada, rala, espinosa, de hojas pequeas y copas aparasoladas; hbitat para las cactceas, (cabeza de negro, tuna de la sabana, tuna mexica), existe el estrato arbustivo, donde sobresale especies como el cuj, el gallinero, yabo, espino de cabro y el retamo calentano En general, el rea de estudio presenta una densa vegetacin tanto en las zonas ms altas como en las orillas de las quebradas. Composicin florstica del bosque muy seco tropical. (Vase el Cuadro 4). Cuadro 4. Composicin florstica del bosque muy seco tropical (Bms-T)NOMBRE VULGAR Mirto Mocuteno Moral Mosquero Naranjo dulce Naranjuelo NOMBRE CIENTIFICO Murraya extica Cassia alata Chalorophora tinctoria Croton Leptostachis Citrus aurantium Capparis indica FAMILIA Rutaceae Cesalpinaceae Moraceae Euphorbiaceae Rutaceae Caparidaceae USOS Planta ornamental Protectora, adelgazante Madera para horconadura. Medicinal (Desinfectar herido) Fruto comestible Medicinal (Catarro)

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Continuacin cuadro 4. Composicin florstica del bosque muy seco tropical (Bms-T)NOMBRE VULGAR Nspero Ortiga Paico Palo cruz Par Paraso Paraso Pardillo sabanero Pasto gallina Pega-pega Peine de mono Pepa de culebra Peraleja Peralejo Pin de oreja Pringamoza Rodilla de pollo Samn Swinglia Tacay Tamarindo Teca Totumo Tulipn africano Tulipn africano Urapo Vara santa Verbena Yuyuba NOMBRE CIENTIFICO Achras zapata Boehmeria nivea Chenopodium ambrosiaoides Brawnea ariza Panicum barbinodet Melia azederach Melia azederach Cordia gerascanthus Agrostis perennans Desmodium sp Pithecoctenium muricatum Rauwolfia canescens Byrsonima crassifolia Curatela americana Enterolobium cyclocarpum Urera baccifera Boerhavia decumbens Samanea saman Swinglia glutinosa Cariodendran orinocense Tamarindus indica Tectona grandis Crescencia cujete Spathodea campanulato Spathodea campanulato Tabebuia rosea Triplaris americana Verbena littoralis Zizyphus sp FAMILIA Sapataceae Urticaceae Quenopodiaceae Cesal piniceae Gramnea Meliacede Meliaceae Borainaceae Gramnea Papilionceae Bignoniaceae Apocinaceae Malpigiaceae Dilleniaceae Mimosaceae Urticceae Nictaginaceae Mimosaceae Rutaceae Euphorbiaceae Cesalpiniceae Verbenaceae Bignoniaceae Bignoniaceae Bignoniaceae Bignoniaceae Poligonceae Verbenaceae Ranunculceae USOS Fruto comestible Alimento de Ganado Purgante Sombro, medicinal, ornamental Forraje Medicinal Ornamental y melfera Madera valiosa para ebansteria Forrajero abono verde Ornamental, medicinal Planta melfera Cercas y lea Lea, ornamental, sombro Planta medicinal Planta de cobertura Forrajero Planta ornamental Resinas Fruto comestible Silvoagricul,sombrp,barre r.viva El fruto para hacer recipientes Ornamental Ornamental Maderable, ornamental,protector Planta medicinal (fiebre) Fruto comestible

Fauna: la fauna esta ntimamente ligada con la vegetacin existente en la zona, la presencia de agua, etc. La fauna es relativamente variada con presencia de aves, reptiles, mamferos, y gran diversidad de insectos. Con nombres vulgares las principales especies nativas existentes en el rea de estudio son: Dentro de las especies de aves estn, guacharaca, pirulata, chocheca, pico plata, azulejo, 44

paloma sabanera, aguauz, chulo, pispirillo, guila, gaviln, garrapatero, sangre toro, colibr, carpintero, canario, copetn, cucarachero, guamielero, bho, lechuza, vacas, entre otros; las especies mamferas: cabros, venado, faro, armadillo, zorro, murcilago, entre otros; las especies de reptiles: lagarto, lagartija, coral, rabo amarilla, cazadora, bejuca, charapa, rana, sapo, entre otros; las especies de insectos, mariposa, liblula, araa, zancudo, mosquito, abeja, avispa, mosca, losca, cien pes, gusanos, hormiga, entre otros. Componente socioeconmico y cultural: en Norte de Santander el consumo interno esta distribuido en un 52% para el sector elctrico, 18% para la fabricacin de ladrillos, un 11% para la industria del cemento, un 4% para consumo residencial y un 15% para otros usos. Las restantes 550.000 toneladas son exportadas como carbn crudo y coke hacia Venezuela. El beneficio econmico se traduce en 25 mil millones de pesos ao y genera 6.000 empleos directos. Otros minerales de inters y que ha originado explotaciones mineras son las arcillas para la fabricacin de materiales de construccin, la caliza para la fbrica de cemento ubicada en el municipio Los Patios, el mrmol y las arenas. La actividad minera se presenta con la explotacin de caliza, se encuentra ubicada en la parte oriental de la vereda Agualinda, a campo abierto y su posterior procesamiento en la fabrica de Cementos Diamante; la extraccin de arcilla, con procesamiento de la misma dentro de la vereda los Vados y dentro de las cercanas del casco urbano; y la extraccin de material de arrastre del ro Pamplonita, en mayor grado en la vereda Los Vados y menor grado en la vereda Trapiches, siendo actividades econmicamente productivas, pero al mismo tiempo ejerce una presin fuerte de degradacin de los recursos naturales, como el agua, los suelos, la flora, la fauna y la contaminacin del aire La base econmica del municipio es el sector microempresarial, conformado en un 67,3% por la actividad comercial, un 28,9% por actividades de servicio, y un 3,8% por la actividad industrial. Las arcillas que se extraen en el municipio de Los Patios y el rea Metropolitana son reconocidas a escala nacional por su excelente calidad en la elaboracin de productos cermicos, esmaltados y no esmaltados. Este recurso natural no renovable se proyecta como una solucin a la situacin econmica por la que esta atravesando la ciudad. As mismo, el procesamiento de las arcillas tiene marcada incidencia en la vida econmica de la comunidad, con un alto ndice de empleo a travs de la industria mecanizada y artesanal; esto debido a las caractersticas fsico qumicas de estos materiales, ptima para

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la elaboracin de productos cermicos. Esta industria ha tenido un fuerte desarrollo, dada la ventaja de la materia prima frente a la del resto del Pas, adems yacimientos arcillosos por ser un recurso natural no renovable, su uso debe ser racional desde su explotacin hasta su procesamiento para lograr maximizar su utilizacin. Los establecimientos dedicados al procesamiento de las arcillas, con sistemas de produccin artesanal o mecanizada, estn ubicados en el rea Metropolitana. En la actividad industrial los sectores ms representativos son metalmecnica, confecciones y madera. Hay un nmero aunque poco de industrias que no son microempresas, este hecho incide en el incipiente grado de participacin que tiene en la economa local Diseo metodolgico: el diseo del sistema del mtodo de explotacin a Cielo Abierto de la Mina Tamesis, Vereda Agua Linda, comienza a partir de una recoleccin de datos de campo, muestreo, anlisis del yacimiento, geologa para luego en oficina estudiarlos, analizarlos basndose en una investigacin de tipo, descriptiva y concluyente capaz de satisfacer el empleo de un sistema explotacin apropiado. Fuentes de recoleccin de informacin primaria: Esta informacin se recopil a travs de visitas a la Mina Tamesis, municipio Los Patios, empleando el mtodo de toma de muestras para analizar su uso cermico, observaciones y mediciones correspondientes. Se llev a cabo mediante dos etapas, en la primera se ejecut un reconocimiento topogrfico, geolgico y ambiental; la segunda etapa se fundament en ensayos de laboratorio. Los datos obtenidos en el reconocimiento topogrfico y geolgico fueron registrados a travs de carteras topogrficas, columnas estratigrficas y planos. El ambiental se seal por medio de las matrices establecidas para evaluacin en las guas ambientales. Los anlisis qumicos de las muestras de arcilla se realizaron una parte, la cual corresponde al anlisis de porcentaje de arenas de la arcilla en las instalaciones de la planta de produccin de la empresa Cermica Italia S.A., ubicada en la avenida tercera con calle 23 AN Zona Industrial, San Jos de Ccuta, la otra parte restante, en laboratorios del CIMAC, convenio con Cermica Italia S.A,, en el cual se llev a cabo el anlisis fsico cermico de

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la arcilla, con lo que respecta al anlisis de plasticidad, hidrmetro; se ejecut el Laboratorio de Suelo de Ingeniera Civil y finalmente, anlisis de resistencia al corte, compresin simple, se realizaran en laboratorio de resistencia de materiales. Finalmente con la informacin recopilada de campo, laboratorio se proceder a la interpretacin y procesamiento de la misma, lo cual llevar al estudio y valoracin del yacimiento de arcilla de la mina Tamesis, municipio Los Patios. Teniendo en cuenta uno de los procesos que se llevara a cabo dentro del proyecto como punto de partida ser la topografa, el cual se describe a continuacin. Topografa: la topografa, consiste en la representacin de la formas del rea que se quiere conocer, como macizos, cordilleras, mesetas, colinas, valles, pie de monte, llanuras, terrazas, deltas. Tambin se consideran operaciones topogrficas, aquellas prcticas en las que se requieren solamente datos numricos como determinar la longitud de una lnea o distancia entre dos puntos, conocer la referencia de alturas entre dos o ms puntos, calcular el rea de una extensin superficial, encontrar la direccin de una lnea, entre otros. Para el rea de estudio se realizo base topogrfica a escala 1:2500, con curvas de nivel cada 5 m., levantada con estacin total y geoposicionador, referenciando espacialmente la infraestructura superficial (construcciones, carreteras, lneas elctricas), los principales accidentes geogrficos (ros, quebradas, cerros, etc., con sus nombres, dicho programa toma los puntos base y en Autocad, restituye la topografa, ya que el terreno de la zona es un poco montaoso, y existe la presencia de quebradas. La topografa fue realizada en tres secciones debido a polticas de la empresa Cermica Italia S.A. los primeros trabajos topogrficos desarrollados fueron en el sector norte cubriendo un rea de 39 Ha. con 6248 m.2 este trabajo fue ejecutado por el topgrafo Antonio Pico; posterior mente fue autorizada la topografa del sector sur, correspondiente a 10 Ha. con 1477 m.2 labor ejecutada por la empresa Topodiseo; esta empresa fue contratada nuevamente para realizar la topografa del rea central de la licencia que corresponde a 16 Ha. con 9551 m.2 de esta manera se logro cubrir la totalidad de la licencia obteniendo 66 Ha. con 7276 m.2 sectorizada por ello fue necesario unificarlas a travs de un programa en autocad, el cual permiti obtener el levantamiento topogrfico general, identificando claramente en el rea drenajes, crcavas, caminos.

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1. GEOLOGA ECONMICA La geologa econmica es indispensable para el desarrollo del cualquier proyecto, ya que esta se encarga de realizar un breve pero conciso anlisis acerca de las primeras etapas del proyecto, como la exploracin y la explotacin del material geolgicamente til. 1.1 RESERVAS La estimacin de reservas consiste en determinar la cantidad, la calidad, la distribucin de valores y el error obtenido al estimar un depsito. Esta labor se hace durante toda la vida de un proyecto minero, desde el descubrimiento del mineral hasta el cierre y abandono de la mina. Es una actividad irremplazable y de mucha responsabilidad en la evaluacin de un depsito, pues obtener eficiencia en la extraccin del mineral es imposible sin una confiable estimacin de sus reservas. Se puede considerar las reservas como parte de un depsito mineral que puede ser extrado legal y econmicamente, aqu se incluyen nicamente los materiales recuperables que corresponde a depsitos conocidos e identificados en los que el mineral o minerales pueden ser extrados con beneficio econmico, con la tecnologa actual y bajo los parmetros econmicos actuales. 1.1.1 Criterios y parmetros de evaluacin. Para comprender adecuadamente el potencial de cualquier volumen de mineral se debe referir a algn sistema de clasificacin que califique y cualifique los trminos utilizados para el clculo del potencial del yacimiento arcilloso, en este proyecto el mtodo de calculo a emplear fue concertado con Cermica Italia S.A. estableciendo el mtodo de perfiles ya que es el ms adecuado para estos tipos de yacimientos a cielo abierto por el grado de certeza geolgica y minera; para el desarrollo de este mtodo es necesario tener en cuenta los siguientes parmetros: Nivel base: es la cota local dentro de un bloque o sector de un rea, que separa el mineral explotable con la gravedad a favor del material explotable con la gravedad en contra. Muestreo: es el proceso de recoleccin de muestras del material representativas de una zona para determinar sus propiedades fsicas y qumicas. Este parmetro es uno de los determinantes del grado de seguridad tcnica y econmica; se establecen como reservas los niveles muestreados y como recursos los no muestreados.

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rea de clculo: como limite de clculo se toma el rea sugerida en los trminos de referencia para la elaboracin del proyecto. El mtodo de perfiles corresponde a uno de los mtodos clsicos y por lo tanto presenta ventajas como desventajas al aplicarlo las cuales se describirn a continuacin: Ventajas: Facilidad de aplicacin, comunicacin y entendimiento. Facilidad de adaptacin a todo tipo de mineralizacin. Desventajas: Se produce una sobrestimacin de las reservas cuando se asignan altos valores de la ley a grandes volmenes. El error puede ser grande si se aplican arbitrariamente. La ponderacin por reas o volmenes es arbitraria y no ptima matemticamente. Se aplican leyes constantes a zonas determinadas, lo que no puede ser adecuado geolgicamente si los sondeos estn muy dispersos. 1.1.2 Evaluacin de las reservas. Tipos y categoras de reservas. En la evaluacin de un yacimiento se suelen definir dos tipos de reservas: geolgicas o In situ, mineras e industriales. Reservas geolgicas o in situ. Son aquellas que determinan la cantidad de mineral existente en el yacimiento. Reservas mineras. Son aquellas que estn condicionadas por el diseo de explotacin aplicado y recuperacin del mineral.

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Reservas industriales. Son aquellas que dependen de las calidades de las arcillas aplicables para la industria cermica. El sistema de clasificacin de recursos y reservas determina el ordenamiento de las diferentes categoras de acuerdo al grado de certeza geolgica y el grado de seguridad tcnica y econmica. Con base a lo anterior, las categoras de recursos y reservas, quedan definidas de la siguiente manera: Medidas: son aquellas que estn dadas por la cantidad de mineral que se encuentra por encima de la cota limite (cota de la quebrada) y en donde se conocen las tres dimensiones del yacimiento. Indicadas: corresponden aquellas de las cuales se conocen solo dos dimensiones del cuerpo mineralgico. Para efectos del estudio, son aquellas que se encuentran por debajo de la cota lmite. Inferidas: consideradas aquellas en la cual se conoce una sola dimensin del cuerpo mineralgico. Descripcin del mtodo utilizado para el clculo de reservas: el clculo de reservas y relacin de estril se desarrollo por el mtodo de perfiles los cuales fueron realizados perpendicularmente al rumbo del las trazas del mineral abarcando la totalidad de rea obteniendo 23 perfiles separados cada 50 m. por medio del muestreo realizado se identificaron los espesores en el perfil, tanto del mineral como del estril all presentes lo cual nos permite conocer las respectivas reas, las cuales se determinan a partir de la seccin del cuerpo mineralizado interceptada por cada perfil hallando el rea media de dos perfiles consecutivos y multiplicndola por la distancia entre dichos perfiles. Metodologa: clculo del rea delimitada para cada seccin. El rea de cada corte o perfil se puede calcular de diversas maneras, para este proyecto se clculo con un programa en el computador de Autocad, donde se pueden hacer los clculos de una manera ms rpida y efectiva.

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Determinacin de los volmenes de los sectores.

Para la definicin de los bloques en el yacimiento utilizamos el mtodo en donde cada dos secciones determinan un bloque, en el que el volumen vendra definido por la semisuma de las dos reas multiplicada por la distancia entre ambas, con la siguiente expresin matemtica:

Vb =

A1 + A2 D 2

Donde: Vb: volumen del bloque mineralizado en m3 A1: rea del cuerpo mineralizado en el perfil uno en m2 A2: rea del cuerpo mineralizado en el perfil dos en m2 D: distancia entre perfiles en m. Obtencin de las reservas por sectores: para conocer las reservas por sectores es necesario estimar los valores de las densidades aparentes y de las leyes medias. Para cada bloque se podrn calcular las reservas de mineralizacin total y del componente til a travs de la correspondiente frmula:Ton = Vb

Donde: Ton: reservas del bloque en toneladas Vb: volumen del bloque mineralizado en m3 : densidad del mineral en Ton./m3 Para el clculo de reservas se trabajo con la cota rasante 10 m. por debajo de la quebrada Tapias, con el fin de aprovechar al mximo las reservas existentes, por tal motivo para evitar la inundacin del frente ser necesario realizar un desnivel que permita el desplazamiento de las aguas lluvias o escorrentas el cual es uno de los mtodos ms efectivos en la prevencin y correccin de deslizamientos, ya que cumple un doble papel:

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reducir los esfuerzos de cizalladura y aumentar la resistencia al corte de la masa, el drenaje a realizar es superficial, el cual realizara desviaciones del agua. Adems, se construirn jarillones 2 m. antes de la quebrada con dimensiones aproximadas de 3 m de alto, con 4 m de ancho. Para efectos del clculo de reservas se tomaron como base los siguientes datos: Peso especfico de la arcilla: 2,2Ton/m3 Peso especfico del estril: 2,0 Ton/m3 Cuadro 5. Clculo de reservas, Mina TamesisCOTA DE MINERAL MANTO INFLUENCIA UTIL 490 m.s.n.m. ESTERIL 1 UTIL 490 m.s.n.m. 2 ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 3 ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 4 ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 5 ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 6 NE ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 6 SE ESTERIL UTIL 490 m.s.n.m. 7 NE ESTERIL UTIL ESTERIL 490 m.s.n.m. 7 SE TOTAL VOLUMEN(m3) RESERVAS (Ton) R.MEDIDAS MEDIDAS 157954,8375 347500,6425 610908,637 277685,74 321318,6465 706901,0223 356444,4564 162020,21 989963,106 449983,23 2888621,153 1313009,62 506069,1735 230031,44 1223502,742 556137,61 412534,8865 187515,86 64379,4855 29263,40 292242,049 132837,30 100817,475 50408,38 526880,904 239491,32 52955,69 105911,38 34754,01 76458,822 23225,82 46451,64 178377,903 81080,87 491352,32 245676,16 UTIL 4'036 928,509 ESTERIL 5'516 122,8

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En el rea de estudio, especficamente entre los mantos 6 y 7, se encontr un lente de arenisca el cual al realizar los ensayos y analizar los resultados intervino en la calidad del mineral, por tal motivo los mantos 6 y 7 poseen dos calidades diferentes, al noreste pertenece a la canal dos y sureste pertenece a la cana uno del muestreo, como se muestra en el calculo de reservas.1.2 VIDA UTIL

Para la determinacin de la vida til del yacimiento, se tiene en cuenta la produccin anual y las reservas mineras, ya que dentro del proceso cermico de la empresa Cermica Italia S.A. se requieren calidades de la materia prima, las cuales se adapten al proceso; por esto fue necesario clasificar los mantos presentes en el rea de estudio con la norma ya existente. De esta manera se obtuvo la produccin anual para los diferentes mantos presentes en el rea de estudio (Vase el Cuadro 6). Cuadro 6. Norma para obtener produccin requerida ton/aoNORMA C.I.S.ACHIA IV ESPERANZA CHIA IV TAMESIS ESPERANZA CHIA IV ESPERANZA CHIA II CHIA IV PRODUCCION REQUERIDA (Ton / Ao)

MANTO 1 2 3 4 5 6 NE 6 SE 7 NE 7 SE

18000 54000 18000 54000 54000 18000 54000 7800018000

En el clculo de vida til del yacimiento, se emplear el total de reservas medidas condicionadas por las prdidas en las diferentes operaciones mineras distribuidas entre el consumo promedio anual expresada matemticamente as:Rm = [R.medidas (1 Pe) (1 Pa) (1 Pt )]

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Donde: Rm: reservas mineras en toneladas Pe: Prdidas por explotacin 5% Pa: Perdidas en el arranque 5% Pt: Perdidas por transporte y manipulacin del mineral 5%

Vu =

Rm Ca

Donde: Vu: vida til en aos Rm: reservas mineras en toneladas Ca: Consumo anual en Ton./aos. De esta manera se obtiene la vida til del yacimiento. Cuadro 7. Resultados de vida til por mantos Mina TamesisTIPO DE PRODUCCIN MANTO CALIDAD REQUERIDA 1 3 CHIA IV 18000 6 NE 7 SE ESPERANZA TAMESIS CHIA II 54000 54000 78000 2 5 6SE 4 7 NE RESERVAS MEDIDAS 347.500,64 984.963,11 292.242,05 178.377,90 706.901,02 412.534,89 526.880,90 506.069,17 76.458,82 RESERVAS MINERAS 297.938,36 844.482,74 250.561,03 152.936,75 606.079,26 353.697,10 451.734,52 433.891,06 65.553,88 VIDA UTIL 16,55 46,92 13,92 8,50 11,22 6,55 8,37 8,04 0,84 VIDA UTIL POR 21,47

6,53 8,04 0,84

Realizando un anlisis general desde el punto de vista de la vida til total de la mina Tamesis, utilizando las prdidas ya mencionadas, con una produccin promedio de 115000 Ton./ao, se obtiene: Reservas mineras:

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Rm = [R.medidas (1 Pe) (1 Pa ) (1 Pt )] Rm = [4036928.509 (1 0.05) (1 0.05) (1 0.05)] = 3461161.58Ton . Vida til: Vu = Rm . Ca Vu = 3461161.58Ton = 30.09 Aos. 115000Ton / ao.

Con los datos obtenidos de los ensayos fsicos cermicos, de las muestras de arcilla, se analiz detalladamente la calidad de cada uno de los mantos arcillosos presentes en el rea de estudio, indicando una alta calidad, con condiciones apropiadas para el proceso cermico. Las intercalaciones presentes en los mantos arcillosos no interfieren notablemente al realizar la explotacin selectiva, ya que los datos con respecto al contenido de arenas son relativamente buenos.

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2. CARACTERIZACION FISICOCERAMICAS DE LAS ARCILLASObtencin de muestras: para realizar los anlisis de laboratorio, fue necesario obtener muestras representativas del rea de estudio; en la etapa de muestreo se realizaron cuatro canales que atraviesan toda la licencia en forma perpendicular a la traza de los mantos arcillosos, estas canales fueron hechas en los puntos de afloramiento de los mantos, con una profundidad aproximada de 50 centmetros, obteniendo 100 muestras testigos de los siete mantos arcillosos presentes en el rea. Simultneamente se tomaron bloques de roca in-situ para realizar ensayos de compresin y corte directo. A estas muestras se le realizo un estudio preliminar de contenido de arenas permitindonos de esta forma unificarlas obteniendo un total de 14 muestras dispuestas para los ensayos de caracterizacin. Cuadro 8. Coordenadas de las canales del muestreo

CANAL

Canal 0

Canal 1

Canal 2

Canal 3

COORDENADAS Norte 1352391 1352391 1352389 1352396 1352399 1352410 1352414 1352420 1352453 1352457 1352464 1352747 1352781 1352801 1352983 1353017 1353035 1353043 1353180 1353273 1353372 1353483

Este 843325 843324 843325 843323 843314 843317 843311 843310 843292 843293 843291 843649 843572 843504 843842 843797 843787 843749 843491 843417 843617 843470

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2.1 PROPIEDADES DE LAS ARCILLASLas propiedades en las materias primas utilizadas dentro del proceso de fabricacin de productos cermicos en Cermica Italia S.A., son de gran importancia ya que stas se deben adaptar a los procesos de fabricacin. La arcilla es la materia prima fundamental en la fabricacin de productos cermicos, por ello antes de emplearla dentro de la planta de produccin, es necesario conocer sus propiedades y sus diferentes comportamientos de tal modo que se garantice una constancia en sus caractersticas principales permitiendo obtener un margen de calidad alto. Dentro de los anlisis necesarios tenemos granulometra, plasticidad, densidad, capacidad de absorcin de agua, capacidad de contraccin en cocido, resistencia al calor, asociados a su vez a la composicin mineralgica representativa de las arcillas.

2.1.1 Composicin qumica y mineralgica. Origen de las arcillas. Las arcillas aparecen en todo tipo de formacin rocosa, desde la ms antigua a la ms reciente, y en formaciones gneas y sedimentarias de todos los tipos.Las arcillas se han formado a partir de la transformacin o alteracin de rocas en aluminosilicatos, fundamentalmente feldespatos, como son los granitos, plagioclasas, pegmatitas, etc. As mismo, aunque con menor frecuencia, los minerales arcillosos tambin pueden provenir de la transformacin de vidrios volcnicos. Esta alteracin ha sido causada por la accin mecnica del agua, viento, movimientos terrestres, unida a la accin qumica del agua, anhdrido carbnico y, ms raramente, de gases de azufre y flor, ayudadas por temperaturas elevadas. La accin de lquidos y disoluciones calientes sobre las rocas provoca su alteracin y la formacin de minerales de arcillas. De esta manera se originan los depsitos capas sobre pegmatitas, granitos y gneises. La composicin mineralgica, influye en la plasticidad de una arcilla dependiendo de la proporcin en la que se encuentren los minerales arcillosos y de la naturaleza de los mismos.

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Cuadro 9. Efectos producidos por algunos minerales en las arcillas

MINERAL

EFECTOFAVORABLE: Desempean el papel de fundentes en las pastas empleadas para la fabricacin de pavimentos cermicos. Los feldespatos alcalinos (sodicos y los potsicos) son los ms empleados por la industria cermica. DESFAVORABLE: Puede causar problemas cuando se emplean en la fabricacin de gres porcelnicos por la presencia de burbujas en los materiales fundidos, debido a la porosidad interna de la pieza. FAVORABLE: Reduccin de plasticidad, Disminucin de la contraccin de secado y de coccin, un aumento de la permeabilidad y, normalmente, de la compacidad (siempre que no haya una carencia de partculas finas), disminucin del tiempo de secado, disminucin, normalmente, de la resistencia mecnica y en seco. DESFAVORABLE: En las pastas empleadas en la fabricacin de revestimiento poroso un aumento del contenido de slice reduce ligeramente la contraccin de coccin y aumenta algo la porosidad de las piezas cocidas. FAVORABLE: La existencia de este mineral en una mezcla de materias primas arcillosas cambia el curso de las reacciones que tienen lugar a temperaturas altas, generando fases cristalinas que no se producen en ausencia de ellos y que afectan en gran medida a las propiedades de la pieza cocida. DESFAVORABLE: El elevado porcentaje de carbonatos, formada durante la coccin y la escasez de fases vtreas, confieren a las piezas obtenidas a partir de pastas calcreas una porosidad y coeficiente de dilatacin elevadas.

FELDESPATO

SILICE

CARBONATOS

CUARZO

Su presencia mejora la compacidad de la arcilla y a menor sea su Contenido mayor es la plasticidad. En el proceso cermico hace que la pieza sea ms refractaria.

OXIDOS DE HIERRO

Estos minerales influyen directamente en el color de las arcillas tanto en crudo como en cocido.

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2.1.2 Propiedades fsico-cermicas. Las propiedades fsico-cermicas son de gran importancia a la hora de definir a travs de ensayos de laboratorios la calidad, y comportamiento de la materia prima en el proceso de fabricacin de la pasta cermica, convirtindose en un aporte primordial al objetivo de la empresa Cermica Italia S.A.En la figura 5, se muestra el diagrama del procesamiento de la cermica, con la obtencin del producto final terminado. Posteriormente se describen cada uno de los equipos utilizados dentro del laboratorio con su respectiva imagen. (Vase el Cuadro 10).

Anlisis fsico-cermicos: para realizar los anlisis fsico-cermicos se ejecutaron los siguientes pasos: (Vase la figura 6).

Anlisis granulomtrico: la determinacin de los diferentes tamaos del porcentaje en peso de los gramos de todas las cien muestras que se recolectaron en el rea de estudio a travs del muestreo, se llevo a cabo por medio del mtodo de anlisis granulomtrico por mallas. Las muestras de arcilla tradas de campo son preparadas una por una, por dos mtodos mecnicos simples como es la trituracin y el cuarteo para obtener mayor homogenizacin de la muestra, con el fin de llevar a cabo los anlisis fsico-cermicos. El procedimiento del anlisis consiste en pesar 200gr de arcilla de cada muestra, dejarla en reposo aproximadamente 2 horas con cierta cantidad de agua, y luego dispersarlas por 10 minutos, pasndolas posteriormente por malla Tyler N 230 A.S.T.M (abertura 0.0mm). Continuando con el procedimiento, se lava hasta desaparecer por completo todo el mineral de arcilla, obteniendo una cantidad de arena que se introducen al horno para secarlas y luego pesarlas. (Vase la Figura 6).

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Figura 6. Diagrama del procesamiento de la cermica de la empresa Cermica Italia S.A

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Cuadro 10. Equipo utilizado dentro del laboratorio

EQUIPO TRITURADOR

UTILIDAD Trituradora SRL CE de mandbula, con las muestras secas se procede a pasar cada una de estas por el triturador para disminuir su tamao.

IMAGEN

Es un proceso que no se puede omitir ya que este sirve para dividir la muestra en dos partes, una parte que queda como muestra testigo y la otra CUARTEADOR parte es con la que se realizan los ensayos necesarios. Dispersor marca HAMILTON BEACH. El cual permite como su nombre lo indica dispersar la muestra totalmente, y facilitar su lavado.

CUARTEADOR

TAMICES

Tamices marca TAILER con normas ASTM, utilizada la mallas 230, con el fin de obtener la cantidad en porcentaje del contenido de arena presente en la muestra. Balanza analtica marca P65002-S, de mayor precisin, se empleo para pesar las cantidades necesarias de muestra para realizar los ensayos.

BALANZA ANALTICA PRECISION

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Continuacin cuadro 10. Equipo utilizado dentro del laboratorio

EQUIPO ABSORCION DE AGUA.

UTILIDAD Maquina marca GABRIELLI EBONORM, peso 62Kg Y 230 Volt, especial para realizar la prueba de absorcin de agua.

IMAGEN

PRENSA HIDRULICA

Prensa hidrulica marca SACMI tipo P.I.L. Ideal para prensar probetas de arcillas, de dimensiones adecuadas para posteriormente quemar.

BALANZA Balanza analtica marca ANALTICA SARTORIUS BP221S, especial para DE PRECISIN pesar cantidades mnimas de muestra.

MEDIDOR DE HUMEDAD

Medidor de humedad, marca OKAUS MB 45, por medio de esta se determino el contenido de humedad de todas las muestras para los ensayos. Horno marca BINDER WTB, utilizado para secar las muestras en diferentes ensayos.

HORNO

MOLINO DE BOLAS ELECTRICO

Molino elctrico de bolas marca SMALTO MMS CE, esencial para realizar molienda de arcilla con alcohol, y determinar el tiempo de la molienda.

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Cuadro 11. Anlisis fsico-cermicos

ANALISIS

PARAMETROS% ARCILLA % ARENA % LIMOS

DESCRIPCIONEn este ensayo se disperso la muestra, posteriormente se deposito en la probeta y tomaron lecturas, con base a esto se clasificaron.

EQUIPO UTILIZADOTamiz N 40. Dispersor Balanza analtica Horno secador Platos metlicos Tazas aluminio Probetas 1000 ml. Hidrmetro. Humectador. Balanza analtica Tazas aluminio Platos metlicos Horno Secador Esptula Casuela Casagrande.

GRANULOMETRIA

Limite Plstico Limite Liquido ndice plasticidad.PLASTICIDAD

En la Casuela Casagrande, se deposit la muestra, y se le proporciono el nmero de golpes requeridos, para obtener la plasticidad.

CURVAS GRESIFICACION

Contraccin secado Contraccin cocido Absorcin Agua. Prdida Calcinacin

Se realiz molienda, posteriormente prensado, quema a 1120, 1140, 1160C, y se determin la capacidad de absorcin de agua.

Calibrador Prensa Hidrulica Balanza Analtica Precisin Horno secador Horno quema

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Cuadro 12. Parmetros de clculo para las propiedades fsico cermicas

PARAMETRO CALCULO% Arena.

FORMULA A = Wr / WoA Wr Wo H Wh Ws IP LL LP %Cs Lbs Lbp %Cs Lbs Lbc %PPC Ws Wc % AA Wa Wc

VARIABLE.Contenido de arena, % Peso rechazo seco, gr. Peso muestra seca, gr. Humedad, Peso muestra Peso muestra seca, gr. ndice de plasticidad Limite liquido Lmite plstico Contraccin secado. Longitud de la baldosa seca Longitud de la baldo prensada Contraccin secado. Longitud de la baldosa seca, Longitud de la baldosa cocida Perdidas por calcinacin. Peso baldosa seca, gr. Peso baldosa cocida, gr. Absorcin agua. Peso baldosa absorbido, gr. Peso baldosa cocido, gr.

H = ( Wh Ws) / Wh% Humedad

Plasticidad

Ip =( ll lp)

Cs = (Lbp Lbs)/Lbp*100Contraccin de secado

Cc = (Lbs Lbc)/Lbc *100Contraccin de cocido

Ppc= (Ws Wc) / Ws *100Perdidas por calcinacin Absorcin de agua

AA = (Wa Wc) / Wc*100

Terminado el proceso del anlisis granulomtrico, se prosigue a homogenizar todas las muestras de arcilla en rangos de porcentaje de arena por cada nivele, reducindose las muestras a catorce, con el fin de continuar con los dems ensayos.

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Figura 7. Procedimiento para el desarrollo de los anlisis

Mina TamesisObtencin de 100 muestras a travs de canales

Trituracin Cuarteo Muestra para laboratorio Muestra testigo

Unificacin por niveles segn el contenido de arena. Total 14 Plasticidad Hidrmetro Curva de gresificacin

Almacenamiento cuarto testigo.

El tamao de partcula de una arcilla es una caracterstica que influye notablemente sobre sus propiedades como la plasticidad, resistencia en seco y capacidad de intercambio de bases.

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Los tamaos menores del suelo exigen una investigacin fundada en el mtodo del hidrmetro (densmetro), el hecho se basa en que la velocidad de sedimentacin de partculas en un lquido es funcin de su tamao. El mtodo consiste en pasar por malla N 200, cierta cantidad de muestra de tal forma que se obtengan 60g de suelo seco, las cuales se vierten en un frasco; posteriormente se aade 200cm3 de agua aproximadamente y 20cm3 de silicato de sodio (agente desfloculante), se debe dejar la suspensin por un tiempo mnimo de 1 hora (la A.S.T.M) sugiere para suelos arcillosos 16 horas) con el objeto de que la defloculacion se lleve a cabo. Se transfiere la mezcla al vaso de la agitadora elctrica se aade aproximadamente 300cm3 de agua hasta llenar 2/3 del vaso, teniendo cuidado de que no se pierda partculas del suelo. Posteriormente se realiza la dispersin de la mezcla por espacio de 5 a 10min. Se transfiere la mezcla dispersada al cilindro graduado y se le agrega agua hasta completar los 1000cm3. Se agita el cilindro durante 60 segundos tapando con la palma de la mano e invirtindola repetidas veces, para obtener una suspensin homognea, se deja reposar e introduce el hidrmetro, se toma la lectura y se determina la temperatura. La distribucin de tamaos de partculas tiene una influencia decisiva sobre el comportamiento de las arcillas, siendo especialmente importante las fracciones inferiores a 2Um. Para este caso influye sobre el comportamiento del material en las etapas del moldeo, secado y coccin, e incluso sobre las propiedades del producto final. Segn M.I.T, utiliza el trmino fraccin arcillosa para nombrar las partculas que presentan un tamao inferior a 0.002. Por otro lado las fracciones de partculas comprendidas < 0.06 > 0.002 se denominan limos, mientras que las de tamao superior a 0.06 arenosas. El material puede clasificarse de acuerdo al tamao de partculas de M.I.T (1931), que se ilustra en el cuadro 13.

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Cuadro 13. Clasificacin segn granulometra

Cuadro 14. Granulometra

MANTO

PESO MUESTRA (gr.) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 1.20 1.096

CONTENIDO DE ARCILLA (%) 51,30 54,46 42,75 51,80 51,61 57,50 45,50 60,00 43,20 50.90 1.26 1.12

CONTENIDO DE LIMOS (%) 29,70 43,09 48,26 33,77 36,00 26,50 37,50 28,00 33,00 35.091 0.90 0.94

CONTENIDO DE ARENA (%) 19,00 25,00 9,00 14,50 15,50 16,00 17,00 12,00 23,80 15.088 1.41 1.18

M1 M2 M3 M4 M5 M6 NE M6 SE M7 NE M7 SE Promedio Varianza. Desviacin Standard

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La distribucin del tamao de las partculas influye sobre el comportamiento del material en las etapas de moldeo, secado y coccin, e incluso sobre las propiedades del producto final. Con estos contenidos de arenas, limos y arcillas se logra identificar que los mantos presentes en el rea de estudio son aptos para el proceso de fabricacin de tejas y ladrillos perforados y bovedillas de paredes delgadas y gran tamao. Se representaron grficamente los tamaos en el tringulo de winkler, como se muestra a continuacin, el cual se han clasificado los materiales arcillosos en funcin del porcentaje en el que se presentan cada una de las fracciones granulomtricas (arcillas, arcillas limosas, limos arcillosos etc.), marcando unas zonas en las que habitualmente se sitan los diferentes tipos de pasta empleados para fabricar productos cermicos. (Vase la figura 7 y el Anexo A).

Anlisis de plasticidad: cuando una arcilla se mezcla con una cantidad limitada de agua se obtiene una masa cohesiva que puede ser moldeada con facilidad. Esta propiedad, caracterstica de los minerales arcillosos, se denomina plasticidad y en ella se ha fundamentado el moldeo de los productos cermicos desde la antigedad.

La plasticidad de una arcilla natural depende de la proporcin en la que se encuentre los minerales arcillosos y de la naturaleza de los mismos. En general, un incremento del contenido de partculas finas esta asociado con un aumento de plasticidad. La plasticidad de las muestras de arcilla en este anlisis es determinada por el mtodo del Sueco A. Atterberg, el cual propuso una serie de pruebas, conducentes a determinar dichos puntos que marcan (debido a la perdida de humedad) el paso del estado liquido al plstico, del plstico al semislido y de este al slido. Estos rangos o lmites se denominan lmites de consistencia, entendiendo por consistencia el grado de resistencia de un terreno de grano fino a fluir o deformar. Los lmites de Atterberg y sus relaciones son simples expresiones empricas del agua absorbida y de la capacidad de absorcin de los suelos que contienen arcilla. Los ensayos se hacen con una porcin del suelo ms fino que 0.42 mm. (que pase el tamiz N 40: tamao de la arena fina y menor).

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Figura 8. Diagrama de identificacin de materiales

ZONA Z1

PATITUD Ladrillos macizos

MANTO M1

Zona de influencia Z3 Z0 Z4 Z3 Z0 Z0 Z4 Z0 Z4

Ladrillos de rejilla Z2 Tejas y ladillos perforados Z3 Bovedillas de paredes delgadas de gran Z4

M2 M3 M4 M5 M6 N.E M6 S.E M7 N.E M7 S.E

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Sin embargo, si una pequea parte de arena esta presente, el ensayo se hace generalmente con la muestra completa, lo que da alguna diferencia con los resultados. Para esto se inspecciona que el aparato de Casagrande este en buenas condiciones de trabajo, se coloca parte de la materia prima en la coca de bronce del mismo, llenndolo aproximadamente a un tercio del total. Despus se sostiene la coca con la mano y usando la esptula para mezclar y extender el material, se enrasa para obtener una superficie alisada, teniendo en cuenta que la superficie de la arcilla quede paralela a la base del aparato Casagrande, y con un espesor de 10 a 12mm. Luego usando la herramienta ranuradora, se divide la arcilla en un trazo firme a lo largo del eje de simetra del aparato, para as obtener el nmero de golpes necesarios para definir los lmites. Los cuadros 15 y 16, contienen los resultados del anlisis de plasticidad y en el anexo, se muestran las grficas donde se observan las curvas que indican el comportamiento plstico de las arcillas del rea de estudio.

Cuadro 15. ndice de plasticidad

MANTO M1 M2 M3 M4 M5 M6 NE M6 SE M7 NE M7 SEpromedio: Varianza: Desviacion Standard

LIMITE LIQUIDO (%) LL 32,00 39,00 33,50 35,00 32,00 31,00 37,00 37,00 27,00 33,722 0,47 0,68

LIMITE PLASTICO (%) LP 12,79 17,65 14,76 17,73 16,77 14,80 17,99 16,52 15,06 16,33 1,64 1,28

INDICE DE PLASTICIDAD IL = LL - LP 19,21 21,34 18,73 17,26 15,23 16,20 19,01 20,48 11,94 159,40 1,4 1,185

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Cuadro 16. Criterios de interpretacin

LIMITE LIQUIDO Comprensibilidad LL < 30 Baja Comprensibilidad 30 < LL < 50 Media Comprensibilidad LL > 50 Alta

LIMITE PLASTICOLP 10m). Separacin o Abertura: la apertura es la distancia perpendicular que separa las paredes, adyacentes de roca de una discontinuidad abierta, en la que el espacio intermedio tiene agua, aire u otro material, en esto se distingue el espesor de relleno. Bieniawski clasifica la apertura de la siguiente forma: Cuadro 22. Apertura de juntas Bieniawski

DESCRIPCION Abierta Moderamente cerrada Cerrada Muy cerrada

SEPARACION > 5 mm. 1 - 5 mm. 0,1 - 1 mm. < 0,1

La abertura medida en campo de las discontinuidades es de (0.5 2cm) ubicndose dentro de la valoracin anterior como abierta. Rugosidad: la rugosidad de una discontinuidad es un factor determinante de la resistencia al corte, esta caracterizada por su ondulacin y aspereza.

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En esta clasificacin se establecen las siguientes categoras, lisa, rugosa, muy rugosa y estras por friccin. De acuerdo a los datos de campo se clasifican las paredes de las discontinuidades como rugosas para las areniscas y lisas para las arcillolitas. Relleno: el relleno se refiere al material que se