Geologia Aplicada 01.ppt

Geología Aplicada Grupo 11784

INTRODUCCI ÓN Geología Económica

PRESENTACION DEL DOCENTE: Estimado alumno: “Muy buenos días, soy el Ing. Joel Carrión, docente del curso de Geología Aplicada a la Ingeniería, es un placer tenerlos en este ciclo, acompañándolos en su aprendizaje mediante enseñanzas propias de la materia.” En mi persona encontraran todo el apoyo necesario para su desarrollo personal y académico”.

Logro de la sesión Estimados estudiantes, al terminar nuestra sesión de hoy, Uds. identificarán los conceptos de Geología Económica.

Pautas de nuestro trabajo - Los días martes y viernes de 10:30 a.m. a 13 :30 a.m., hora exacta. - Empezaremos realizando la teoría para que en las posteriores etapas de la clase realizaremos la práctica, yo les proporcionare al detalle los ejercicios a realizar una clase anterior. - Al revisar las diapositivas las preguntas y las palabras resaltantes estarán en color rojo y naranja. - La fuente de la información esta resaltada en color amarillo. - Se realizaran actividades y tareas en los foros de la semana por Canvas.

TEMA Tectónica de Placas

CONCEPTOS ESPECÍFICOS • •

Geología Aplicada a la Ingeniería Conceptos Generales  Definición de yacimiento mineral  Concepto de recurso: tipos de recursos minerales  Definiciones de recursos y reservas: clasificaciones  Distribución de las reservas en un yacimiento  El consumo de las materias primas minerales

GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENERÍA Es el conjunto de conocimientos geológicos relacionados con la ingeniería, es decir, las implicaciones del terreno, su naturaleza, estado físico y tensional que tiene por las obras realizadas por el hombre y los fenómenos naturales que pueden afectarlas.

APLICACIONES • Cimentaciones • Taludes • Túneles • Presas • Escolleras • Terraplenes • Fenómenos naturales. • RIESGOS geológicos • Deslizamientos • Hundimientos y subsidencias • Fallas • Terremotos • Riesgos sísmicos.

FUNDAMENTOS •Mecánica de suelos •Mecánica de rocas •Hidrogeología •Investigaciones "in situ" •Mapas geotécnicos CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA GEOLOGÍA • Estudios de viabilidad de proyectos • Estudios de terreno • Estudios de cuencas fluviales • Obras sobre cauces fluviales • Obras marítimas • Corrección y mejoras del terreno  

• • • • • •

Cimentaciones Excavaciones subterráneas Canteras Impacto medioambiental Riesgos geológicos Prevención, explotación y conservación de obras

YACIMIENTO MINERAL

“Cuerpos mineralizados susceptibles inmediata”. (Lopez J., 1997).

de

explotación

económica

“Acumulaciones ó concentraciones de elementos que están presentes en la corteza terrestre solo de forma diseminada”. (Bateman, 1951). “Yacimiento mineral es un sector de la corteza terrestre en el que, a raíz de unos u otros procesos geológicos, se produjo la acumulación de una sustancia mineral, que puede utilizarse industrialmente, dadas su cantidad, calidad y condiciones de yacimiento, para su explotación comercial". (Smirnov, 1976). “Acumulación local, geológicamente establecida, de un mineral específico que puede ser extraído bajo las condiciones económicas actuales”. (Gocht, 1988).

  

“explotación con beneficio económico”. “explotación económicamente rentable”. “explotación comercial”.

! El ser humano es quien da valor a los minerales ¡

Mineral Exploration and Mining Essentials Robert Stevens

Recurso Mineral RECURSO

RECURSO

cualquier bien capaz de suministrar alguna utilidad o beneficio

En el tiempo

ambiental

físico

agrícola

Renovables

No renovables

R. ecológico

R. minero

R. biológico

Varias oportunidades

Una oportunidad

Desde el punto de vista del ser humano y la renovación en los ciclos del Planeta.

Desde el pinto de vista del ser humano

El agua

Las rocas

Petróleo

El agua se renueva en periodos de tiempo mas cortos en la escala de tiempo geológico, pero el agua para consumo depende de la velocidad con la cual el ser humano la pueda procesar (limpieza). Las rocas cumplen un ciclo que dura millones de años, sin embargo por dinámica interna y externa, las renueva constantemente. Demora millones de años en generarse bajo condiciones especiales, sin embargo el CO2 retorna a las plantas y a los animales cumpliendo un ciclo esencial.

RECURSOS ENERGÉTICOS No Renovables 1) Hidrocarburos

Renovables 1) Geotérmica

RECURSOS ROCAS Y MINERALES METALlCOS INDUSTRIALES     1) Hierro y aleaciones 1) Rocas y materiales de del acero. construcción

- Petróleo

2) Hidroeléctrica

- Gas natural

3) Mareomotriz

2) Metales "base" ó "usuales". 3) Metales ligeros.

- Arenas asfálticas

4) Solar

4) Metales preciosos.

5) Eólica

5) Otros.

- Pizarras bituminosas 2) Carbones - Antracita - Hulla - Lignito - Turba 3) Uranio

2) Fertilizantes 3) Materiales para la industria química 4) Otros

5) Biomasa

Fuente: Manual de diseño de Evaluación y Exploraciones Mineras. Lopez Jimeno , 1997

Recursos Minerales Metálicos

Recursos Minerales No Metálicos ó Industriales

•

Se utilizan para extraer metales.

•

Son mucho menos abundantes y están más irregularmente distribuidos que las rocas y minerales industriales.

•

Requieren un procesado para la extracción del metal.

•

El coste de extracción y procesado es muy alto en comparación con el coste de transporte, por lo que la proximidad a los centros de consumo es un factor secundario.

•

Debido a su alto coste, el reciclado es un factor importante de mercado.

•

Son geológicamente abundantes.

•

Se utilizan, frecuentemente, tal como se encuentran en la naturaleza (sin ulterior procesado).

•

Se producen y se consumen en grandes cantidades.

•

Dentro de este último grupo se encuentran las rocas y materiales para la construcción. 

El precio por unidad es bajo.



La exploración, extracción y procesado es barato.



Los altos costes de transporte requieren la cercanía al centro de consumo.



Las reservas son infinitas e incluso un tipo puede ser sustituido por otro.

¿Qué recursos minerales se han utilizado en la construcción de la represa "El Fraile"?. Fuente: Autodema, Represa “El Fraile”

Yacimientos

Yacimientos

Por las Técnicas de Evaluación Minera

Por su Generación

TIPO A

B

C

D

E

MÉTODO DE EVALUACIÓN

Magmáticos

Metamórficos (Diamante)

DEPÓSITO

Metales preciosos: oro (como ejemplo más paradigmático), platino, paladio, etc. La mayor parte de los yacimientos metálicos (plomo, cinc, cobre, níquel, GEO MÉTODOS estaño, wolframio, titanio, cromo, hierro ESTADÍSTICA CLASICOS y mercurio, principalmente) . También entrarían los recursos energéticos tipo uranio. Incluiría los depósitos metálicos del mismo tipo que en la categoría anterior, pero con forma de presentarse diferente. MÉTODOS GEO Arenas asfálticas, pizarras bituminosas y CLÁSICOS ESTADÍSTICA carbones, y algunas rocas y minerales industriales: calizas para cemento, áridos naturales (sin machaqueo previo), sepiolita, sulfato sódico, talco, etc. Algunas rocas industriales (p.e. yesos, fosfatos, diatomitas) y algunos minerales MÉTODOS CLÁSICOS industriales (magnesita, fluorita, caolín, otras arcillas, etc.). Aquí entrarían, en general, todas las SONDEOS rocas ornamentales: granitos, mármoles AISLADOS,TESTIFICACIÓN y pizarras, así como las canteras de áridos de machaqueo.

Magmáticos - Sedimentarios

GEOESTADÍSTICA

Fuente: Manual de diseño de Evaluación y Exploraciones Mineras. Lopez Jimeno , 1997

No se toman en cuenta debido a su baja incidencia en la generación de metales y no metales para explotación.

Sedimentarios

Yacimientos Por su Forma Nombre

Ocurrencia

De Impregnación

Como sucede con el petróleo que impregna capas de arena y areniscas. las fallas y fracturas son mineralizadas. Son aquellas de forma aplastada, originados por sedimentos que quedaron aprisionados entre estratos arenosos, arcillosos o calcáreos. Pertenecen a esta categoría el carbón de piedra, la bauxita, el yeso, la silvina, minerales que se han depositado en el seno de las aguas. Es una masa irregular como los criadores de mercurio en almacén, yacimientos de cobre, de óxido de hierro y pirolusita. Son yacimientos de aluviones que se originaron por disgregación de rocas ígneas y que por el acarreo, han sido transportados y depositados por el agua sin descomponerse: oro; plata, platino, casiterita, magnetita.

Filones y vetas De capas

Bolsonada o criadero macizo Placeres

Reserva (Mineralización , “Ore”)

Clasificación de Reservas según Mac Kelvey (1986)

y

Varios Autores (1900)

Incremento en el grado de viabilidad tecnológica y económica de recuperación

•Mineralización positiva o desarrollada: haciendo mención a aquella mineralización expuesta en los cuatro lados de las labores mineras. •Mineralización delineada o esbozada: la expuesta en tres lados. •Mineralización probable o en desarrollo: la presente en dos lados. •Mineralización posible: la mineralización más allá del rango de visión. Hoover (1909) •Mineralización probada: no hay riesgo a la hora de definir su continuidad. •Mineralización probable: existe algún riesgo, aunque todavía se puede asumir su continuidad. •Mineralización prospectivo: las mineralizaciones no incluidas en las dos categorías anteriores. SEC 1933 (Securieties and Exchange Comission) •Reserva: la parte de un depósito mineral que puede ser extraída legal y económicamente. •Reservas probadas (medidas): las reservas cuya cantidad es establecida a partir de dimensiones obtenidas en afloramientos, trabajos mineros o sondeos. El carácter geológico está tan bien definido que se puede delimitar correctamente su tamaño, forma, profundidad y contenido mineral. •Reservas probables (indicadas): similar a las anteriores, sólo que el grado de seguridad en la delimitación es menor, aunque suficiente para asumir la continuidad entre los puntos de observación.

Clasificación de Harris & Skinner (1982) CARACTERÍSTICA

Recursos en económicos conocidos

Los recursos descubiertos y económicamente explotables

Potencial de suministro o abastecimiento (potential supply)

Abastecimiento de un recurso mineral de parámetros económicos estipulados que se puede descubrir con un esfuerzo de exploración específico.

Recursos en económicos conocidos

Incremento en el grado de seguridad geológica

x

IDENTIFICADOS

RESERVA

ERROR %

En condiciones actuales.

MEDIDAS O PROBADAS INDICADAS O PROBABLES

<10 20-30

Recursos

En codiciones mas favorables

INFERIDAS O POSIBLES

30-50

Dotación mineral (mineral endowment)

Es la cantidad estimada de un bien para un tonelaje y ley mínimo dado, una profundidad máxima y un modo específico de aparición.

HIPOTETICOS

50-80

Clasificación de Reservas según ONU RESERVA R-1 R-2 R-3

ERROR % < 50 % > 50 % HIPOTETICAS

ESPECULATIVOS

>80

Clasificación de acuerdo a su capacidad de explotación CATEGORIA

E M S

CARACTERÍSTICA

(ECONOMICOS)

R-1 Y R-2 que se consideran explotables en el momento actual

(MARGINALMENTE ECONOMICOS)

R-1 que pueden llegar a ser explotables en el futuro

(SUBECONÓMICOS)

R-1 Y R-2 que no son viables en el futuro

SIN DESCUBRIR

RESERVAS TOTALES RELACION PRECIO COSTE

DENOMINACIÓN

S. P

EXPLORACION

B. P

AVANCES TECNOLÓGICOS RECURSOS CONDICIONALES

RECURSOS HIPOTÉTICOS

Clasificaciones por Modelos Matemáticos y Estadísticos Modelo de Harris & Skinner (1982)

𝛾

GEOESTADISTICA PROBADAS

>70%

PROBABLES POSIBLES

50% < 20%

𝛾 = valor Gamma depende de la densidad de sondeos Modelo de Diehl y David (1982)

Modelo de Annels (1991) Categoría Probables Posibles Inferidas/Indicadas

Varianza del Krigeaje 0 - 0,0075 0,0075 - 0.0135 > 0,0135

Anticipados: Se espera que estén presentes dentro de una propiedad especificada, campo minero u otra área, restringida por condiciones geológicas locales o límites de propiedad.

Krieaje = Modelo de estimación ( x bloques)

Otras Clasificaciones menos usadas  APEO (Association of Professional Engineers of Ontario), descrita por Leigh (1986).  AIMM (Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 1988).  SME (Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 1988-1991).  MME (Institution of Mining and metallurgical Engineers, 1991).

Hipotéticos: Son los recursos que se suponen que están presentes, debido a condiciones geológicas favorables y a la presencia de mineralizaciones dentro de un área general limitada por límites políticos, fisiográficos o geológicos.

Distribución de Reservas Ley de Lasky, 1950 “Los depósitos minerales en los cuales hay una graduación de los materiales mas ricos a mas pobres, presentan un tonelaje que se incrementa en proporción geométrica constante al disminuir la ley”.

Son constantes de cada yacimiento

Consumo de Materias Primas Modelo de Hubbert, 1950 • Modelo generado para el consumo de petróleo. • Modelo para crisis de recursos de hidrocarburos. • Modelo obsoleto porque hay otras fuentes de energía. • Se aumento la velocidad de descubrimiento de nuevos yacimientos. • Donde Aplicarlas Materias Primas que se pueden calcular su agotamiento. No es atractivo calcular el agotamiento.

•

La Geología Aplicada a la Ingeniería se justifica dadas las aplicaciones en función del conocimiento es una rama fundamental para el desenvolvimiento del Ingeniero de Minas.

•

Los conceptos de Yacimiento han evolucionado en el tiempo.

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! El ser humano es quien da valor a los minerales ¡

•

Los recursos tienden a tener una clasificación amplia sin embargo estos dependen de la velocidad y la calidad con la cual el ser humano los explote.

•

Existe una amplia clasificación de reservas minerales y yacimientos muy amplia que se pueden utilizar para determinar los proyectos en minería.