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V DAD NACIONAL DE CAJAMARCA UN I  IV     ERSI DAD “Norte de la Universidad Peruana”

 Facultad  Facul tad de Ingeniería

FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MINAS

FÍSICO QUÍMCA PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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“

DOCENTE : WILLIAM AGUILAR JAVE INTEGRANTES :

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ARAUJO GUTIÉRREZ, MICKY DENILSON CAJA PORTAL,ELISEO CUSQUISIBAN OCAS,WILFREDO MORENO SINFUENTES,CRISTIAN TORRES CABRERA MERCEDES

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V

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CICLO

INGENIERÍA DE ROCAS II

MÉTODOS DE MINADO SOTENIDOS NATURALMENTE Cajamarca, JUNIO del

2017.

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AGRADECIMIENTO

En primer lugar a esta prestigiosa universidad, la cual abre sus puertas a  jóvenes como nosotros, preparándonos para un futuro competitivo y formándonos excelentes profesionales; segundo lugar a Dios por habernos guiado por el camino correcto; además a todos los docentes, recalcar un especial agradecimiento al docente:  William Aguilar Jave, a quien le debemos gran parte de nuestros conocimientos aprendidos hasta el día de hoy en el curso de Físico química. Finalmente un eterno agradecimiento a nuestras familias por el apoyo que nos brindan como también a todas las personas que contribuyen a diario apoyándonos y no dudando nunca de nuestras capacidades para cumplir nuestras metas.

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DEDICATORIA

 A nuestra casa superior de estudios “UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA”, docentes de la Escuela académico Profesional de Ingeniería

Minas, nuestros padres; pilares fundamentales en nuestra vida por brindarnos la mejor educación y enseñarnos que todas las cosas hay que valorarlas, trabajarlas y luchar para lograr los objetivos de la vida.

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RESUMEN El inicio y viabilidad de toda actividad minera empieza por dos etapas fundamentales que son Prospección y Exploración; la primera es la búsqueda de yacimientos, que se hace en base a mapas de distinto tipo, fotografías aéreas, imágenes satelitales, antecedentes mineros, geológicos, geofísicos, geoquímicos, catastrales, económicos, etc. Esta infraestructura casi siempre es provista por el Estado, a través del SEGEMAR y, en algunos casos, por empresas especializadas. La ejecución de las tareas de prospección (trabajos de campo y de laboratorios) está en manos de geólogos especialistas, que cuentan con la ayuda de la tecnología apropiada para cada caso, vehículos, equipos, instrumental, laboratorios, etc. La prospección puede hacerse de distintas maneras y con diferentes técnicas, de acuerdo al tipo de yacimiento que se busque: prospección geológica, recopilación de antecedentes, uso de fotografías aéreas e imágenes satelitales, trabajos de campo  –observaciones directas, toma de muestras-, análisis y ensayos de laboratorio, uso de planos y perfiles, prospección geoquímica  – detección de “anomalías geoquímicas”-, prospección geofísica, magnetometría, sísmica, gravimetría, laboreos y perforaciones. Mientras que la segunda determinará la cantidad y calidad del mineral del

yacimiento, en relación con la calidad comercial de dicha sustancia. Para ello se determina la forma del yacimiento, el volumen y el peso específico de la sustancia. La calidad del mineral se determina mediante minuciosos análisis, ensayos y estudios, realizados sobre muestras que se extraen del cuerpo mineral de acuerdo a técnicas de muestreo que varían según el tipo de yacimiento. Por otra parte, debe estudiarse la Ingeniería del Proyecto, es decir, las diferentes alternativas y métodos de explotación y tratamiento.

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INDICE DE CONTENIDOS

AGRADECIMIENTO .................................................................................. 2 DE DICAT ORIA ........................................................................................... 3 RESUMEN ..................................................................................................... 4 I. INTRODUCCIÓN: ...................................................................................... 7 II. OBJETIVOS: ............................................................................................. 8 2.1 GENERALES:  ....................................................................................... 8 2.2 ESPECÍFICOS:  ..................................................................................... 8

III.JUSTIFICACIÓN: ...................................................................................... 9 IV.

MARCO TEÓRICO: ............................................................................ 10

4.1 PROSPECCIÓN: ............................................................................... 10 4.1.1 DEFINICIÓN: ................................................................................. 10 4.1.2 CLASIFICACIÓN DE LA PROSPECCIÓN MINERA Y GEOLÓGICA 10 4.2 EXPLORACIÓN: ................................................................................ 14 4.2.1 DEFINICIÓN: ................................................................................. 14 4.2.2 EMPRESAS MINERAS EXPLORADORAS EN PERÚ: ................. 15 4.2.3 TÉCNICAS DE LA EXPLORACIÓN DE RECURSOS MINERALES: 16 4.2.4 TÉCNICAS DE PERFORACIÓN APLICADAS A LA EXPLORACIÓN MINERA: ..................................................................... 23 4.2.5 CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN E INVESTIGACIÓN: ................ 27 4.2.6 MALLAS DE SONDEO: ................................................................. 30 4.2.7 MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEO: ............................... 31 4.2.8 LABORES EN INGENIERÍA EN LA CAMPAÑA DE EXPLORACIÓN: .................................................................................... 37 4.2.9 MÉTODO DE EVALUACIÓN DE RESERVAS: ............................. 40

V. CONCLUSIONES: ................................................................................... 46 VI.

BIBLIOGRAFÍA: ................................................................................. 47

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INDICE DE TABLAS: Tabla 1: Proceso de exploración ...................................................................... 16 Tabla 2: espaciamientos de malla. ................................................................... 31 INDICE DE ILUSTRACIONES: Ilustración 1: Representación de una gráfica sísmica ...................................... 12 Ilustración 2: muestra de GALENA in situ. ....................................................... 13 Ilustración 3: Minera Bateas busca más mineral en Arequipa. (Exploración)(Fuente: revista Rumbo minero 2017) ......................................... 14 Ilustración 4: Capas temáticas de un SIG (Fuente google:SIG) ....................... 17 Ilustración 5: Georreferenciación del mapa del Perú (fuente INGEMMET) ...... 18 Ilustración 6: Ejemplo de calicata (Fuente: Proyectos GISA 2012) .................. 20 Ilustración 7: Sondeo en minería Barrick  .......................................................... 21 Ilustración 8: modelo de bloques y diseño de cantera (Fuente:rockware)........ 22 Ilustración 9: Perforación a rotación (Atlas Copco) .......................................... 23 Ilustración 10: Esquema de perforación con corona de diamante (Marjoribanks,2010)  ......................................................................................... 25 Ilustración 11: Testigo de roca  ......................................................................... 26 Ilustración 12: Equipo de perforación a roto percusión(Sandvik) ..................... 26 Ilustración 13: campañas de exploración-fuente (rumbo minero) ..................... 27 Ilustración 14 situación ideal de los sondeos. .................................................. 28 Ilustración 15 Fundamento del sistema ODEX  ................................................. 29 Ilustración 16: Perforación en operaciones subterráneas. ............................... 29 Ilustración 17: Recolección de tritus secos INSITU .......................................... 31 Ilustración 18: Testigo de perforación Diamantina ........................................... 32 Ilustración 19: Reconocimiento de micro fallas en Testigos. ............................ 33 Ilustración 20: Espaciamientos de juntas analizadas en un respectivo Testigo 34 Ilustración 21: Cortes para el ensayo de Testigos............................................ 36 Ilustración 22: Modelo de cortes a un cuerpo mineralizado. ............................ 41 Ilustración 23: Modelo del método del triángulo en evaluación de reservas. ... 41 Ilustración 24: Método de polígonos en estimación de r eservas. ..................... 42 Ilustración 25: Método de Isolíneas en esti mación de reservas. ...................... 43 Ilustración 26: Método que se utiliza fundamentalmente para describir la distribución espacial de valores numéricos.  ..................................................... 44 Ilustración 27: Método de bloques en estimación de reservas ......................... 44 Ilustración 28: Método de Krigeado en estimación de reservas ....................... 45

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I. INTRODUCCIÓN: La geología de Minas juega un papel importante como la disciplina que se enfoca en estudiar el mundo y sus subdivisiones en lo que respecta a la interrelación de todos los elementos de ambiente tanto en superficie como en el subsuelo. Consientes en que es indispensable en todo que hacer mineralógico el conocer las principales etapas de prospección mineralógica así como los métodos utilizados, geofísicas y geológicamente. Este trabajo ha sido diseñado para dar respuesta a esta necesidad. Dado que los recursos minerales se agotan, la única alternativa que queda es encontrar más. La “revocabilidad” de los recursos minerales se asegura

encontrando nuevos cuerpos mineralizados

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II. OBJETIVOS: 2.1 GENERALES:

Capacitar a los estudiantes de Ingeniería de minas en el tema de Prospección y Exploración que son dos etapas fundamentales en el desarrollo de una minería que lo aplicarán en futuros trabajos de su carrera profesional. Consolidar más su nivel de conocimiento de estas etapas de la minería. 2.2 ESPECÍFICOS:

Introducir brevemente la industria minera. Dar a conocer al estudiante que la prospección es la localización de una anomalía geológica con propiedades de un depósito mineral siendo la primera etapa de una activad minera. Señalar el procedimiento de la etapa de exploración en un área determinada de una actividad minera. Identificar las técnicas de exploración de recursos minerales.  Aprender a determinar la elaboración del planeamiento de minado y método de explotación a utilizar.

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III. JUSTIFICACIÓN: Este Seminario de Investigación ha sido realizado debido a que es de mucha importancia para el grupo y para los estudiantes de Ingeniería de Minas conocer las etapas de prospección y exploración que resultan ser fundamentales y las más importantes en la vida de una mina; Las indicaciones del yacimiento mineral son muchas veces pequeñas y difíciles de reconocer y para localizar esos yacimientos necesitamos la experiencia. La búsqueda permanente de nuevos depósitos permite que las operaciones mineras puedan tener una vida sostenida mediante el incremento de las reservas (reserva: ubicación, estudio y cubicación depósitos minerales rentables). Por otro lado, la ubicación de nuevos depósitos genera una serie de expectativas económicas y financieras de consecuencias transcendentales en la vida de un país. Este trabajo implica contar con los más recientes conocimientos científicos y tecnológicos pares reducir el alto riesgo económico característico de esta etapa de la minería. El inicio de la actividad productiva no supone la paralización de la exploración minera, ya que uno de los objetivos fundamentales de esta última es el de asegurar la continuidad de la empresa, vale decir, restituir o ampliar la capacidad productiva de la mina, dado que los minerales son recursos no renovables y que la explotación lleva a su agotamiento. Es en ese sentido que el crecimiento supervivencia de una mina depende, en gran medida, de la política de exploración de la empresa.

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IV. MARCO TEÓRICO: 4.1 PROSPECCIÓN: 4.1.1 DEFINICIÓN: CATEO Y PROSPECCION: En esta etapa se buscan zonas en las que se presume existe un yacimiento minero (vetas, diseminados, lavaderos). Durante el cateo se recogen rocas del suelo o se cavan zanjas para obtener muestras y analizarlas físicamente (ver color, dureza, etc.); mientras que en la prospección se aplican análisis químicos y estudios geofísicos. 

 ART 1: “La prospección es la investigación conducente a determinar áreas

de posible mineralización, por medio de indicaciones físicas y químicas, medidas con instrumentos y técnicas de prospección”.

¿Se necesita permiso para hacer prospección? En nuestro país esta etapa al igual que en el cateo son libres en todo el territorio nacional; pero están prohibidas en zonas urbanas o de expansión; zonas reservadas para la defensa nacional; zonas arqueológicas y sobre bienes de uso público; salvo la autorización previa de la entidad competente. (Art.2. D.S.N O  01492-EM). ¿Quiénes se encargan de realizar una prospección? La ejecución de las tareas de prospección (trabajos de campo y de laboratorios) está en manos de geólogos especialistas, que cuentan con la ayuda de la tecnología apropiada para cada caso, vehículos, equipos, instrumentos, laboratorios, etc. 4.1.2 CLASIFICACIÓN DE LA PROSPECCIÓN MINERA Y GEOLÓGICA  A) SEGÚN SU FORMA:

DIRECTA: Los métodos directos de estudio del interior de la Tierra consisten en tomar muestras de las rocas y materiales y analizarlos tanto en el terreno como en el laboratorio. En el terreno se analizan las características generales de las rocas como situación, ordenamiento, relación con otras rocas, estructuras tectónicas que las afectan, grado de meteorización, orientación, espesor, etc., con las cuales podemos inferir conclusiones sobre su origen, tipo, edad y procesos geológicos a los que ha estado sometida una roca. Para determinarlas se utiliza la observación directa e instrumentos de medida.

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En el laboratorio se analizan las características más internas de la roca, como composición mineralógica, estructura interna, edad, densidad, tipo al que pertenece, ordenamiento interno de sus componentes, microestructuras geológicas, etc., con las cuales adquirimos un conocimiento mucho más preciso sobre ella. Para determinarlas se utilizan métodos químicos y de observación microscópica. Se utilizan tres métodos directos: la recogida de muestras de la superficie, la extracción de materiales en minas y la prospección mediante sondeos. En todos ellos, el principal problema es que sólo podemos obtener información de la capa más superficial de la Tierra.

1.- RECOGIDA DE ROCAS: Este método consiste en analizar directamente las rocas en el terreno y tomar muestras de ellas para su posterior análisis en el laboratorio. Se utilizan aparatos de medida y el martillo de geólogo para tomar las muestras. Todos los datos se anotan en un cuaderno. Con los datos obtenidos se elabora un informe de las características de la roca estudiada 2.- MINAS: En la extracción de minerales y rocas, se excavan túneles y galerías en el interior de la tierra, las minas, con lo que los geólogos pueden aprovechar dichas estructuras realizadas para recoger muestras de materiales de su interior. Los dos problemas de este método es que las muestras son muy locales y que se obtienen a poca profundidad (máximo de 3 Km). 3.- SONDEOS: Los sondeos se realizan con maquinaria especial que perfora la tierra hasta una cierta profundidad. La broca, hueca, es de diamante y el material que se corta se introduce en un tubo cerrado con presillas. Después de extraer el tubo y abrirlo, se obtiene un cilindro compacto con todas las rocas y materiales perforados. Este cilindro se denomina Testigo. En la corteza terrestre se ha llegado hasta los 12 km, pero en el océano se ha podido llegar a la zona superficial del manto, al ser más delgada la corteza oceánica. INDIRECTA:  Los métodos indirectos de estudio del interior de la Tierra nos permiten obtener datos a partir de los cuales se extraen conclusiones válidas sobre algunas características físicas (densidad, magnetismo, temperatura), sobre el estado físico de los materiales y sobre la estructura del interior terrestre. Se diferencian tres tipos de métodos indirectos: Los GEOFÍSICOS en los que se analizan algunas variables físicas (densidad, gravedad, magnetismo, temperatura, electricidad, etc.).

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Los SÍSMICOS en los que se analiza el comportamiento de las ondas sísmicas al transmitirse por el interior de la Tierra, ofreciéndonos una valiosa información sobre la estructura en capas del planeta y sobre el estado físico de cada una de ellas. Los métodos sísmicos de estudio del interior de la Tierra consisten en el análisis del comportamiento de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas por el interior terrestre. Las ondas sísmicas aumentan su velocidad al atravesar un medio, pero cambian bruscamente al pasar a un medio con características distintas. Este método se basa en la recogida de miles de datos de la llegada de las ondas sísmicas a distintos sismógrafos repartidos por toda la superficie terrestre y producida por numerosos terremotos. Una Gráfica Sísmica es la representación gráfica al hacer corresponder un punto del interior de la Tierra con el valor de la velocidad de las ondas sísmicas (P y S). Para determinar dichos valores se han tenido que manejar miles de datos. En estas gráficas se observa el aumento de la velocidad y sus discontinuidades.

Ilustración 1: Representación de una gráfica sísmica

El estudio comparativo de los METEORITOS a partir de los cuales podemos determinar la composición del interior de la Tierra al suponer que tanto nuestro planeta como los asteroides se formaron al mismo tiempo y con el mismo material.

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B) SEGÚN SUS CARACTERÍSTICAS: Minerales metalíferos: Se realiza mediante la aplicación de métodos que engloba tanto la Geofísica como la geoquímica.

Minerales industriales, rocas de aplicación y ornamentales:  Aquella donde la prospección cambia y se divide en dos una estratégica (estudio de documentación existente, reconocimiento, análisis y pruebas, interpretación de la información obtenida) y otra táctica (estudios de campo, muestreos, ejecución de trincheras, geofísicas y perforaciones, pruebas y ensayos).

Ilustración 2: muestra de GALENA in situ.

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4.2 EXPLORACIÓN: 4.2.1 DEFINICIÓN: Es la etapa en donde se realizan estudios más profundos de la zona, estos estudios incluyen muestreo y análisis químico de las rocas mediante una serie de trabajos superficiales, canales, trincheras, etc. También se realizan operaciones de perforación diamantina, que consiste en realizar perforaciones en el subsuelo a fin de analizar el contenido mineral, así como algunas labores subterráneas (galerías, cruceros y chimeneas de exploración). Muchas veces las exploraciones determinan si es económicamente explotable un yacimiento o no, de acuerdo al contenido y calidad del mineral encontrado. La exploración es la actividad que consiste en la determinación de la cantidad (reservas) y de la calidad (ley promedio) del mineral de un deposito. Pero también es necesario en esta actividad saber si el mineral es tratable, es decir si es posible recuperar económicamente su contenido metálico, para lo cual se realiza pruebas metalúrgicas de laboratorio y planta piloto de tratamiento de minerales. El artículo 8 del TUO LGM (Texto único ordenado ley general de minería) define la exploración como la actividad minera tendente a demostrar las dimensiones, posición, características mineralógicas, reservas y valores de los yacimientos minerales. La exploración constituye la primera etapa de un proceso productivo propiamente minero, cabe resaltar que esta actividad implica un alto riesgo, debido a que muchas veces no se encuentran depósitos minerales económicamente explotables.

Ilustración 3: Minera Bateas busca más mineral en Arequipa. (Exploración)(Fuente: revista Rumbo minero 2017)

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4.2.2 EMPRESAS MINERAS EXPLORADORAS EN PERÚ: Cabe señalar que en Perú hay dos tipos de exploraciones mineras: Empresas expl oradoras con operaciones mineras: Son las que tienen operaciones mineras y se centran en seguir las exploraciones en su yacimiento mineral que permiten alargar la vida de la mina. Otras que exploran su yacimiento pero invierten en buscar otras zonas que permiten la continuidad de la vida de mina y de la empresa. Empresas exploraciones sin operaciones mineras: Generalmente extranjeras, que se centran en buscar yacimientos potenciales. Hay que distinguir entre multinacionales, que buscan mega yacimientos (que posteriormente van a ser cedidos a otras empresas del grupo o vinculadas) y empresas mineras pequeñas denominadas comúnmente “Juniors”  que buscan encontrar yacimientos potenciales para poder venderlas a empresas de nivel mundial cuando han realizado exploraciones que indiquen que es un yacimiento con gran potencial. No es posible, pues, establecer estándares o ratios de exploración, e incluso el nivel de inversión en esta actividad es muy variable, ya que cuando los precios de los metales son altos se suele producir un auge en la exploración por parte de las empresas, pero cuando los precios se deprimen ocurre lo mismo con las exploraciones, ya que las empresas mineras ya no tienen excedentes de capital que puedan invertir en esta actividad. Los costos asociados a la prospección y exploración dependen del número de áreas con que cuentan las empresas, dado que todas estas áreas están sujetas al pago por Derecho de Vigencia que es de US$3.0/ha/año, ello resulta oneroso cuando se tienen muchas propiedades mineras y no se las explora adecuadamente. Las empresas mineras suelen disponer de estimaciones del costo total anual que destinan a explorar.  Aproximadamente los costos oscilan entre US$8.0/ha a US$15.0/ha, la variación se debe a la mayor o menor proximidad de la zona explorada a un centro poblado que cuenta con facilidades (carretera, energía eléctrica, provisiones, población, etc.), en caso contrario el costo aumenta cuando la zona se encuentra alejada de cualquier centro poblado y no cuenta con vías de comunicación, pudiendo existir grados intermedios en los cuales se interpolara aproximadamente.Por ejemplo si se dispone de 100,000 hectáreas peticionadas de las cuales 20,000 se encuentran muy próximas a un centro poblado y las restantes 80,000 completamente alejadas de centros poblados el coste total de exploración para el siguiente año será (aproximadamente) de: 20,000 ha x US$8/ha = US$ 160,000 80,000 ha x US$15/ha = US$1’200,000 Costo total de exploración = US$ 1’360,000 Las empresas que cuentan con los recursos necesarios, programan sus gastos de acuerdo a esta aproximación, las que no cuentan con dicho capital, procederán a reducir sus derechos mineros para quedarse con las zonas más interesantes y prospectivas. PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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4.2.3 TÉCNICAS DE LA EXPLORACIÓN DE RECURSOS MINERALES: El proceso de exploración minera recoge un gran grupo de técnicas multidisciplinares que son complementarias entre sí. Como regla general habrá que seguir una secuencia de trabajo tal que la información obtenida en cada una de las fases sirva de referencia para las fases posteriores Con el fin de conocer la integración de los sondeos de exploración dentro del proceso general de prospección, se detallan cada una de las técnicas empleadas El correcto desarrollo de cada una de las fases determinará el éxito de las siguientes: Tabla 1: Proceso de exploración

Fuente: “Proceso de Exploración Minera Mediante Sondeos” (CASTILLA GOMEZ Y HERRERA HERBERT)

4.2.3.1. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN: El primer paso para comenzar el proceso de exploración será el de obtener toda la información previa, existente tanto de las características geológicas de la zona objetivo, así como información de prospección realizadas en la zona con anterioridad En este aspecto también es de elevada importancia toda la información relativa a explotaciones mineras en dicha zona. Esta información puede extraerse de exploraciones mineras que estén actualmente en funcionamiento, o bien de minas que hayan cesado en las labores de extracción mineral En aquellos casos en los que no haya información relativa a este respecto, se pueden conocer indicios de restos arqueológicos mineros, que pueden indicar explotaciones mineras en la antigüedad, y por lo tanto, una primera señal de presencia de mineral explotable. PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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4.2.3.2. TELEDETECCIÓN DE INFORMACIÓN Y GIS: La Teledetección es la técnica de adquisición, procesamiento e interpretación de imágenes y datos asociados, que registren el comportamiento del terreno ante energía electromagnética incidente. Esta señal se obtiene por medio de equipos de medida remotos, con equipos inalámbricos. Estos equipos se emplean instalados en aviones y satélites. Los Sistemas de Información Geográfica son programas informáticos que proporcionan herramientas para el procesamiento, gestión, análisis y representación de datos con una componente cartográfica en formato digital. Estas tecnologías están integradas por equipos (hardware), programas informáticos (software) que permiten manejar datos espaciales (información geográfica) y realizar análisis complejos con éstos por personal especializado. Un concepto clave de todo Sistema de Información Geográfica, es el de superposición de capas temáticas. (Ver figura 2)

Ilustración 4: Capas temáticas de un SIG (Fuente google:SIG)

Las imágenes adquiridas mediante satélite tienen las siguientes ventajas Pueden obtenerse registros de toda corteza terrestre. Las imágenes cubren gran cantidad de terreno. El precio de adquisición por kilómetro cuadrado es relativamente más bajo En cuanto a las desventajas de las imágenes obtenidas mediante satélite, pueden ser: PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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Las tecnologías hiperespectrales más recientes solo están disponible para su uso en aeronaves no en satélite; pueden configurarse de tal manera que se adapte mejor a una cierta zona de estudio. La información obtenida mediante teledetección se gestiona de manera digital y se integra con la información georreferenciada del terreno mediante programas específicos denominados Sistemas de Información Geográfica (SIG,o o bien GIS, por sus siglas en inglés,Geographic Information System). Este software permite reunir todos los datos obtenidos y realizar cálculos precisos por ordenador. Los sistemas GIS de integran con otros programas especializados para procesado de datos geofísicos y todo tipo de imágenes. Permiten gestionar información referenciada geográficamente mediante capas y solapar datos vectoriales como fallas geológicas, e información geotérmica, por ejemplo

Ilustración 5: Georreferenciación del mapa del Perú (fuente INGEMMET)

4.2.3.3. GEOLOGÍA: La geología es la ciencia básica para el estudio de la Tierra, para lograr así determinar posibles zonas de presencia de minerales explotables económicamente. Uno de los aspectos más importantes que porta la geología al proceso de exploración minera es conocimiento de la paragénesis de los diferentes minerales para saber dónde y cómo aparecen en la corteza terrestre.  A partir de datos obtenidos y junto con el estudio de afloramiento en superficie, la geología reproduce un modelo del terreno, imprescindible para escoger tanto los lugares donde realizar prospecciones posteriores, como para definir qué propiedades de los minerales son determinables con demás técnicas de prospección. Como herramienta de partida,la geología se basa en mapas geológicos de la zona objetivo,de modo que determinaría con una mayor precisión los datos concretos de la zona objetivo. PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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4.2.3.4. GEOFÍSICA Y GEOQUÍMICA: En áreas donde los afloramientos son escasos, o bien la zona ha sido extensamente explotada, lo que se suele llamar áreas de exploración “maduras”

se puede hacer uso de las técnicas geofísicas y geoquímicas para incrementar las posibilidades de encontrar contenido mineral. Las técnicas geofísicas y geoquímicas entienden dos tipos de prospección: aquella que busca definir la geología regional y aquella que busca directamente la presencia de depósitos minerales. En muchos casos, ambos tipos se solapan porque cada tipo pude dar lugar a otro. El objetivo de las técnicas que buscan definir la geología regional es la creación de mapas con la distribución de una cierta propiedad de un suelo o roca. Puede ser, por ejemplo, patrones de reflejo electromagnético, susceptibilidad magnética o conductividad de la roca. Esas medidas no tienen necesariamente una relación directa con un depósito mineral buscado. Los datos son usados junto con mapas geoólogicos y otros mapas creados al efecto por los geólogos partir de observaciones directas de la superficie terrestre.Los modelos geológicos son usados para predecir dónde puede encontrarse los yacimientos y dirigir búsquedas posteriores. El segundo tipo de prospección geofísica/geoquímica,que busca definir directamente un depósito mineral,busca medir valores inusuales o anómalos de rocas,que tienen una relación directa con un depósito mineral.Este tipo de prospecciones suele hacerse a partir de datos de prospecciones previas,puesto que cubren un área relativamente y su coste es generalmente elavado.El paso crítico es el definir qué valores se consideran “anómales”,para poder considerar

esos valores como parte de un depósito mineral.Estos valores seleccionados serán los que servirán como punto de partida para definir la forma,tamaño y valor del depósito mineral más detallada,que suele ser una campaña de perforación de sondeos. Los principales tipos de exploración geoquímica son: Muestreo en rocas:Este tipo de muestreo incluye las rocas superficiales,materiales de filones y capas de trabajos subterráneos Muestreo en redes de drenaje:incluye muestreos de sedimentos de corriente de agua,lagos y aguas subterráneas. Muestreo de suelos:en este tipo de investigaciones se incluyen el muestreo superficial y profundo de suelos,transportados y residuales. Muestreo de bioquímicos:incluyen el muestreo de hojas y tallos de la vegetación Muestro geobotánicos:cosniste en la interpretación de la relación entre la litología y los diferentes tipos de vegetación. En cuanto a métodos geofísicos ;los métodos que se usan con más frecuencua en la evaluación de yacimientos metálicos son: Método magnético. Método gravimétrico. Método electromagnéticos Método de polarización inducida PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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4.2.3.5. CALICATAS: Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas para facilitar el reconocimiento geotécnico,  estudios edafológicos o pedológicos de un terreno. Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora. Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo. Son elaboradas aun cuando se tiene incertidumbre de los datos obtenidos, la apertura de calicatas puede ser una forma fácil y rápida de obtener más información litológica y estructural de una zona determinada de la corteza superficial. La sección mínima recomendada es de 0.80 m por 1.00 m, a fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o escalones de 0.30 a 0.40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la densidad del terreno. Se deberá dejar al m enos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una descripción visual o registro de estratigrafía comprometida. Las calicatas permiten: Una inspección visual del terreno in situ. Toma de muestras. Realización de algún ensayo de campo.

Ilustración 6: Ejemplo de calicata (Fuente: Proyectos GISA 2012)

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4.2.3.6. SONDEOS DE EXPLORACIÓN: La realización de una campaña de prospección suele implicar realizar todas y cada una de las fases anteriores, aunque, durante el proceso, por las características de la zona y resultados obtenidos puede prescindirse de algunas de ellas. Es esencial que una vez dado por finalizado las técnicas de prospección previas se debe haber definido una zona de anomalías que necesite ser estudiada con mayor precisión. La manera de conocer más en detalle el terreno que presenta tales anomalías es tomar muestras en profundidad de la zona a estudiar, por medio de una, o varias, campañas de sondeos de exploración. La perforación de sondeos es una de las más importantes y quizá un de las más caras técnicas de exploración, En casi todos los casos, los sondeos de perforación son los que localizan y definen el valor económico de una mineralización, y la perforación proporciona los test esenciales para la verificación de todas las ideas, teorías y predicciones que han sido generadas en prospecciones precedentes en las demás fases del proceso de exploración. En cualquier campaña de exploración, el porcentaje del presupuesto asignado a perforación de “sondeos objetivo”(conocidos también como sondeos exploratorios) proporciona una media de la eficiencia de la campaña, entendiendo por “sondeo objetivo” aquellos que se perforan en zonas donde existen pruebas fehacientes de

la existencia de mineralización, para distinguirlos de aquellos que se perforan para definir la geología regional. En algunas compañías se ha comprobado a lo largo de los años, que al menos, el 40% del presupuesto de la exploración debe invertirse en la perforación de esos “sondeos objetivo”  Además de la inversión realizada en sondeos de exploración, es imprescindible que la calidad de los datos obtenidos sea muy alta, porque sobre estos datos se basarán interpretaciones posteriores que implicarán inversiones mucho mayores, como son el diseño de la futura explotación.

Ilustración 7: Sondeo en minería Barrick 

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4.2.3.7. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS: La última fase del proceso de exploración dura la recopilación de todos los datos adquiridos. Con estos datos será necesario de estudio de todos ellos paras lograr una interpretación lo más cercana a la realidad posible, realizando un modelo geológico tridimensional que recoja los valores de concentración mineral y su distribución en el macizo rocoso. El principal problema que surge a veces en el proceso de exploración es la dificultad de pasar de un conjunto de datos discreto, que, aunque puede ser muy numeroso, no son datos continuos que nos datos continuos que nos permitan definir el cuerpo mineral automáticamente, siendo necesaria una interpretación de los mismos. Dentro de esta interpretación uno de los datos clave a obtener es la determinación de las reservas minerales, para lo cual se pueden emplear técnicas clásicas de cubicación (secciones, triangulación o polígonos), o bien uso de modelos de bloques en los que resultan necesarias técnicas geoestadísticas para su correcta interpretación

Ilustración 8: modelo de bloques y diseño de cantera (Fuente:rockware)

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4.2.4 TÉCNICAS DE PERFORACIÓN APLICADAS A LA EXPLORACIÓN MINERA: 4.2.4.1. PERFORACIÓN A ROTACIÓN Los sistemas de perforación a rotación (Rotary Drilling, en inglés) se caracterizan porque la perforación realizada únicamente por la rotación dl elemento del corte, sobre la que se ejerce un empuje desde un empuje desde el extremo del varillaje., con ausencia del elemento de percusión. Por este motivo, este sistema es usado principalmente en formaciones rocosas blandas, que son perforadas a través del corte pro cizalladura. La perforación rotativa es la más rápida, más barata y más sencilla de los métodos de exploración minera. Se obtiene un rendimiento óptimo en formaciones sedimentarias, llegando incluso a la centena de metros por relevo. La rotación se genera por medio de un conjunto de motor y engranajes, llamado “cabeza de rotación” que además mueve

hacia arriba o hacia abajo la sarta de perforación para  proporcionar el empuje requerido sobre la boca de  perforación. El empuje aplicado a la boca a través de la tubería y de  presión adicional, debe ser lo suficientemente poderoso como  para que los dientes o insertos de la broca sobrepasan la resistencia a la compresión de la roca. La limpieza del detritus de perforación es habitualmente realizada por aire comprimido. En perforación de mayor diámetro y longitud para la extracción de petróleo y/o gas, esta limpieza se realiza con lodos de perforación. Aunque algunas perforadoras rotativas vienen montadas sobre neumáticos en camiones para obras civiles o canteras, generalmente las mineras son montadas sobre chasis con orugas planas, dependiendo del uso y terrenos a los que se les vaya a destinar.

Ilustración 9: Perforación rotación (Atlas Copco)

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a

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4.2.4.2. PERFORACIÓN CON MARTILLO EN CABEZA: El método de perforación con martillo en cabeza (en inglés Top Hammer Drilling) es aquel en la que el martillo de perforación que genera la percusión está situado en el extremo de la sarta de perforación, situado sobre la deslizadera de la columna de perforación. Por tanto la energía de impacto se transmite desde el martillo hasta la boca de perforación a través de toda la sarta de varillaje en forma de ondas de choque. Este método es rápido para la perforación en roca en buenas condiciones. Tiene como inconveniente que la sarta de perforación sufre la percusión del martillo y además en la perforación sufre la percusión del martillo y además en la perforación de barrenos largos (>20m, aproximadamente) puede surgir grandes desviaciones en la perforación.figura(b)

4.2.4.3. PERFORACIÓN CON MARTILLO EN FONDO: En la perforación con martillo en fondo (Down the Hole Drilling, DTH), el martillo que proporciona la percusión está colocado en el interior del barreno, estando en contacto directo con la boca de perforación. De este modo el pistón del martillo transmite de manera más eficiente la energía al elemento de corte. Así, las pérdidas de energía son insignificantes a medida que se aumenta la longitud de perforación. Este es el método más empleado para la perforación de barrenos largos (>20m), ya que se reducen las desviaciones en estos casos y se reduce también el desgaste de la sarta de perforación. Este método puede usarse tanto en rocas competentes como en rocas más blandas. Tiene como inconveniente que el diámetro mínimo de perforación debe ser mayor que en la perforación con martillo en cabeza puesto que debe haber espacio para alojar el conjunto de los elementos del propio martillo. Las barras son tubos de sección circular con diámetro de 63,5 a 102mm (2 ½” a 4”) para bocas o elementos cortantes entre 76,2 152,4mm (3 a 6”) se caracterizan

por conseguir una velocidad de penetración más constante que el martillo en cabeza.figura(a)

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4.2.4.4. PERFORACIÓN A ROTACIÓN CON RECUPERACIÓN DE TESTIGO: En todo proceso de exploración existe un punto en el que después del estudio realizado con métodos indirectos prospección es necesaria la verificación de éstos mediante la toma de muestras de roca en profundidad. Esta toma de muestras se realiza por medio de los sistemas de perforación con recuperación de testigo. Los testigos son las muestras del macizo rocoso que nos van a permitir un análisis directo de los diferentes materiales que atraviesa, así como la presencia de mineralizaciones, para estudiar su potencial de explotación. La perforación a rotación con recuperación de testigo se basa en que un elemento de corte de forma anular, con diamantes industriales incrustados colocado en el extremo de una sarta de perforación, “corta” la roca obteniendo un cilindro de roca que se aloja en el interior de la sarta, a medida que el elemento de corte avanza. El elemento de corte denomina corona de diamante. La perforación con coronas de diamante y recuperación de testigo es, generalmente, el método de perforación más útil de cara a la obtención de muestras para su análisis, inspección visual y ensayo, particularmente de depósitos masivos de leyes bajas donde la mineralización se distribuye a través de la roca matriz. Sin embargo, la recuperación de testigos es baja en las zonas mineralizadas superficiales debido a la fracturación, meteorización o friabilidad del material, siendo entonces necesario recoger muestras procedentes del fluido de perforación, incrementándose los costes.

Ilustración 10: Esquema de perforación con corona de diamante (Marjoribanks,2010)

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Ilustración 11: Testigo de roca

4.2.4.5. PERFORACIÓN HA ROTO PERCUSIÓN: El sistema de perforación a rotopercusión se basa en que la perforación se logra a través de la combinación de aplicar a la sarta de perforación un empuje y una rotación, junto con una percusión, logrando así una mejor fragmentación de la roca.

Ilustración 12: Equipo de perforación a roto percusión(Sandvik)

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4.2.5 CAMPAÑAS DE EXPLORACIÓN E INVESTIGACIÓN: Una de las decisiones más difíciles en el proceso de exploración es decir cuando empezar a la campaña de exploración e, incluso más difícil es decir cuando parara. La presión de empezar la campaña de exploración será mayor cuando, durante el proceso de exploración, ya se ha identificado una mineralización en superficie. En este punto rápidamente se querrá elaborar un programa para definir el depósito mineral en profundidad. Sin embargo, se deberá comenzar la campaña hasta que no se tenga una idea general de la geología en superficie para predecir cómo puede ser la configuración del depósito para optimizar el programa de perforación. El ingeniero encargado de la campaña de exploración se enfrentara a numerosos problemas, tanto logísticos como geológicos. Se deberá tomar la decisión de qué tipo de perforación es la idónea, es el espaciamiento entre sondeos, el ritmo de perforación y la empresa de perforación a encontrar. En las primeras fases de la exploración los trabajos de perforación se dirigen a obtener una idea de la extensión y forma del cuerpo mineralizado por medio de sondeos a rotación y en fases posteriores se definen la ubicación y el número de sondeos con recuperación de testigo. La logística del programa de perforación debe tratarse con cuidado para definir adecuadamente l número de equipos, técnicos y humanos, necesarios para perforar, consumibles y repuestos. En ciertos casos, en lo que la campaña se ubica en lugares remotos de difícil acceso, se podrá necesitar apoyo aéreo mediante helicóptero y apoyo por carreta más accesibles.

Ilustración 13: campañas de exploración-fuente (rumbo minero)

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 A muchos lugares se tendrá que llegar por carretera, lo que implicara construir camino de acceso y construir plataformas de trabajo para que los equipos de perforación se ubiquen con la mayor estabilidad posible, y en posición horizontal. El tamaño de la malla de perforación dependerá del objetivo de la campaña y del tamaño de la anomalía encontrada. Esto depende de la información disponible hasta ese momento, y puede no sr precisa. La campaña de sondeos puede cambiar las consideraciones previas en cuanto a la geología del depósito mineral. En relación a la ángulo de perforación, los sondeos verticales son los más fáciles de realizar y los más baratos, y se usan habitualmente para mineralizaciones superficiales o para depósitos diseminados. Sin embargo, los sondeos inclinados habitualmente se eligen para mineralizaciones profundas. En todo caso, el objetivo de toda campaña de perforación deberá ser el interceptar perpendicularmente la mineralización, con el sondeo inicial, inmediatamente debajo de la zona más meteorizada. Los sondeos de exploración tienen por objeto fundamental determinar la presencia o ausencia de zonas mineralizadas y obtener una idea preliminar de que ley y tamaño tienen dichas zonas, paralelar a una estimación de las reservas minerales existentes. La malla inicial de perforación dependerá de los accesos devisas a la orografía inicial, el cual será muy limitado en zonas de montaña.

Ilustración 14 situación ideal de los sondeos.

 Además, a elección del tipo de sondeo y diseño de la campaña depende de: La geometría del cuerpo mineralizado La calidad necesaria de las muestras Profundidad y diámetro de perforación.  Accesibilidad de la máquina. PROSPECCIÓN Y EXPLORACIÓN

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4.2.5.1 PERFORACIÓN DESDE LA SUPERFICIE: Con el fin de tener mayor probabilidad de interceptar yacimientos verticales o subverticales, generalmente, los sondeos de superficie se perforan inclinados, de 30 grados a 60, con respecto a l horizontales un volumen de muestra mayor que el que corresponde al espesor real, por lo que deberá prestarse atención a la corrección de la dimensión obtenida.

Ilustración 15 Fundamento del sistema ODEX 

4.2.5.2PERFORACIÓN SUBTERRÁNEA: Los sondeos realizados desde labores subterráneas pueden ser: verticales   inclinados   horizontales   Las dimensiones de las galerías limitan el tamaño de la máquina, limitado, por tanto, la longitud de avance de la sonda.

Ilustración 16: Perforación en operaciones subterráneas.

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4.2.6 MALLAS DE SONDEO: La decisión acerca del número de sondeos, y su disposición geométrica es compleja y de extremada importancia, interviniendo factores de diferente tipología: Factores geológicos. Factores económicos. Factores estadísticos. El primer sondeo a realizar se realizará normalmente en el punto en el que se haya detectado en superficie la anomalía más notable en procesos de prospección previos. La mayoría de programas de sondeos se planifican de modo que, después del sondeo inicial se perforan varios sondeos, revisando los resultados una vez finalizados para comprobar que los resultados concuerdan con los esperados.  A partir de aquí, el espaciamiento entre sondeos vendrá definida por los resultados del sondeo inicial. Si este primer sondeo no refleja el contenido mineral esperado, se debería seleccionar la siguiente anomalía objetivo para su estudio. Una vez que el deposito ha sido definido, al menos parcialmente, se debe verificar la continuación de mineralización. Llegados a este punto, el espaciamiento entre sondeos dependerá del tipo de mineralización y la continuidad predicha en estados previos a la exploración. Por ejemplo, en el caso extremo en el que se trate de unos depósitos filonianos, el objeto de los sondeos será principalmente para definir la estructura, más que para definir la concentración de mineral, la cual puede ser determinada de mejor forma mediante muestreos desde el subsuelo. El espaciamiento entre sondeos típico para depósitos filonianos es de 25-50 metros y para depósitos estratificados, desde cien metros hasta varios cientos de metros. Las mallas de sondeos pueden ser regulares o irregulares. Aunque las condiciones geológicas puedan favorecer inicialmente las mallas irregulares, serán de mayor utilidad las mallas regulares ya que proporcionan un grado de conocimiento uniforme y permiten efectuar más fácilmente una interpretación visual de los resultados. Las mallas regulares son aquellas que presentan, en proyección horizontal un esquema geométrico definido. Las mallas pueden ser: rectangulares, triangulares o poligonales. Las más utilizadas son las mallas rectangulares y triangulares porque presentan mayor facilidad en los trabajos de evaluación de reservas. Los espaciamientos de malla utilizados generalmente (y para que sirvan de referencia) en la investigación de diferentes tipos de yacimientos se muestran en la siguiente tabla:

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Tabla 2: espaciamientos de malla.

4.2.7 MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEO: 4.2.7.1 RECOLECIÓN DE DETRITUS SECOS: El detritus seco obtenido de emplear perforación con circulación inversa se obtiene a través de un ciclón colocado en el retorno del fluido de barrido. Con la doble sarta de perforación que tiene la perforación con circulación inversa, el aire comprimido se inyecta a través del espacio anular entre los dos tubos y retorna a la superficie por el interior de la sarta, transportando el detritus en suspensión. De este modo se protege el detritus de posibles contaminaciones. Es importante que se vaya recolectando la mayor cantidad de detritus posible a intervalos de perforación constantes. El perforista logra esto de tres formas diferentes: El sondeo es sellado en el emboquille, de modo que la muestra debe circular a través de toda la sarta de modo que acabe en un colector de polvo en la parte superior de la sarta. El sondista continúa aplicando aire a ata presión por un pequeño periodo de tiempo después de cada avance (generalmente 1 ó 2 metros) para limpiar todo el detritus de la sarta, antes de efectuar una nueva maniobra. Esta técnica se conoce como “blowback”

En la cabeza de perforación, todo el detritus pasa a través de un ciclón de gran tamaño, de modo que sedimenten todas las partículas en suspensión.

Ilustración 17: Recolección de tritus secos INSITU 

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4.2.7.2 RECONOCIMIENTO DE TESTIGOS DE ROCA: Los testigos obtenidos mediante perforación con corona de diamante proporcionan información muy valiosa para una identificación geológica posterior. Pero el manejo de los testigos se debe realizar de manera sistemática y muy cuidadosa, para no proporcionar información confusa o errónea. Además, la cantidad de metros de testigo obtenido es tal que se necesitan una infraestructura que permita su almacenamiento para poder localizar fácilmente cada sondeo realizado. Para ello, toda la longitud de sondeo recuperado se coloca en las llamadas “cajas

de testigos, que serán aquellos elementos que permitan almacenar las muestras obtenidas de manera ordenada para su posterior reconocimiento y reconstrucción de la secuencia obtenida. Con un primer vistazo sobre la caja de testigos de roca se pueden observar estructuras litológicas a gran escala, pero para observar formaciones más en detalle hay que extraer el testigo de la caja y rotarlo para incidirle luz en diferentes direcciones. Una vez identificada la litología, habrá que identificar la orientación de las estructuras encontradas para correlacionarla con la estructura del macizo rocoso. Se suele estar familiarizado con la apariencia de la estructura de la roca de forma plana o relativamente plana, como aparecería en un afloramiento, en un mapa, o en referencias bibliográficas. Si embargo, la misma estructura a veces puede resultar difícil de identificar o de interpretar correctamente cuando se presenta en forma cilíndrica en un testigo de un sondeo.

Ilustración 18: Testigo de perforación Diamantina

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La traza de una estructura plana (como juntas o filones,) en la superficie de un testigo cilíndrico, aparece como una elipse. Cualquier elipse puede ser definida por la longitud de su eje mayor, su eje menor y el ángulo entre ambos. De este modo, se puede referenciar estos datos con la orientación del sondeo, para conocer la posición real de la estructura reconocida. En los testigos también pueden reconocerse fallas, mejor dicho, micro-fallas. Cuando la falla intersecta una estructura previa en un gran ángulo, el desplazamiento puede observarse a simple vista. A veces, se ignoran las micro fallas durante el registro de datos en el sondeo, pero a veces,puede ser un indicativo de fallas a mayor escala. En ocasiones el testigo se presenta de aspecto frágil, o incluso hay zonas de poca o nula recuperación de testigo. Estas pueden ser debidas a zonas más frágiles del macizo rocoso, como presencia de intercalaciones de arcilla, o ser indicativo de zonas de fluencia de agua, o alteraciones anómalas en profundidad.

Ilustración 19: Reconocimiento de micro fallas en Testigos.

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En pequeñas piezas de testigo es relativamente fácil ver pequeñas estructuras, o bien, espaciamientos de juntas pequeños, pero estructuras grandes, es decir, para formaciones geológicas mucho mayores que el diámetro del testigo, pueden ser difíciles de reconocer en el testigo.

Ilustración 20: Espaciamientos de juntas anali zadas en un respectivo Testigo

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4.2.7.3 MUESTREO Y ENSAYO DE TESTIGOS: El análisis y ensayo de testigos durante las fases tempranas de la campaña de exploración tiene dos propósitos. El primero es proporcionar un índice de las potenciales leyes minerales presentes, en caso de que las haya. El segundo es conocer dónde están y de qué forma están distribuidas esas leyes en el depósito mineral. Este conocimiento es necesario para ubicar la perforación de nuevos sondeos. En la primera fase de la campaña de exploración, los intervalos de la toma de muestras durante la perforación de un sondeo los determina la geología. Es decir, aunque se debe marcar y catalogar toda la longitud del testigo del sondeo, se tiene que prestar especial atención a los modelos establecidos por métodos previos, para detectar las estructuras presupuestas en los modelos geológicos. Estos intervalos de interés serán seleccionados en función de la geología y se deberán indicar sobre el propio testigo a medida que se obtienen las muestras. Los límites de la mineralización deberían corresponder con los que la geología indicaba previamente, pero se deberán reflejar los límites reales encontrados. Puede decirse que cada muestra debe responder a las incertidumbres que la geología encontraba Cuando por la calidad del material no puede recuperarse el testigo correspondiente a una longitud determinada, es importante reflejar este hecho, para una correcta interpretación posterior. Cuando se vayan a realizar ensayos sobre los testigos de toca, es habitual que se realicen ensayos destructivos, por lo que, no se podrían realizar ensayos posteriores. Por ese motivo es habitual cortar mediante sierra circular el testigo por su eje longitudinal, por la mitad, o incluso en cuatro partes. La decisión de usar el testigo completo, medio testigo o un cuarto de testigo depende del contenido mineral, de modo que la muestra tomada sea representativa del contenido mineral del testigo completo. Por este motivo, en el caso de la prospección de oro, es mejor utilizar muestras cuanto más grandes mejor. Sin embargo, el ensayo de testigos completos debería considerarse siempre como último recurso, porque, como se ha dicho anteriormente, se imposibilita un reconocimiento posterior. Los métodos para tomar muestras de testigos para su ensayo dependen del estado del testigo: Algunos de estos métodos son:

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Muestreo con navaja. Esta técnica se emplea cuando se encuentran estructuras húmedas de arcilla. Este material es blando y solo se puede realizar su ensayo, cortando escamas con una navaja. Muestreo con cuchara. Si el material está altamente fragmentado, el único método realístico es usar una cuchara o una espátula para recoger una sección representativa de la muestra para cada intervalo objeto de estudio. Se deberá repartir homogéneamente la muestra y dividir en mitades, ensayando una mitad y guardando el resto. Molienda del testigo. Si la muestra no se considera interesante para ser cortada con sierra circular, se puede moler parte del testigo completo para ser ensayada por métodos geoquímicos a modo de comprobación. Fragmentación por cincel. En rocas cristalinas relativamente homogéneas como rocas ígneas o rocas sedimentarias masivas pueden obtenerse muestras para ensayo con un cincel. Este método es útil en el caso de que se trabaje en lugares remotos, donde no haya disponible una sierra de disco. Corte con sierra de disco. Este es el método estándar de trabajo y el preferido para tomar muestras de testigos. En este caso el testigo es cortado longitudinalmente con una sierra circular usando discos de diamante. Este método es relativamente lento y caro, es la única manera de obtener una muestra de testigo de manera precisa.

Ilustración 21: Cortes para el ensayo de Testigos

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4.2.8 LABORES EN INGENIERÍA EN LA CAMPAÑA DE EXPLORACIÓN: Toda campaña de exploración, deberá ser supervisada y controlada en todo momento por un técnico cualificado y con experiencia, de acuerdo a lo descrito en el pliego de condiciones correspondiente que debe acompañar a todo proyecto de ejecución. La labor general del técnico competente, en esta clase de trabajos, consiste en: La dirección y supervisión del trabajo, en la que debe tomar las decisiones oportunas en cuanto a las incidencias surgidas durante la realización del mismo. Testificación. En la fase de ejecución de la perforación, el técnico competente debe llevar a cabo la testificación del sondeo mediante: la descripción del material que se esté extrayendo, bien sea proveniente de detritus o testigo; la toma de datos tales como la velocidad de la sonda en la perforación, descripción de incidencias, pérdidas de agua en el proceso, etc.; la selección de muestras que serán enviadas al laboratorio para su posterior análisis. Ha de destacarse que, en muchos de los casos, esta labor de testificación se realiza en el laboratorio, usando la información que toma la empresa contratista de sondeos, ante posibles incidencias. Los trabajos de perforación y testificación se realizan para determinar in situ las condiciones del suelo o del macizo rocoso. Cualquier incidencia, pérdida de testigo o daños debidos al tipo de trépano, sarta, o cualquier otro equipamiento usado, o bien el uso de técnicas inadecuadas usadas en la campaña de exploración tiene que ser anotado. Esos factores pueden tener un efecto notable sobre la cantidad y condición del núcleo recuperado, particularmente en zonas de terreno de mala calidad, meteorizado, o intensamente fracturado. Los registros geológicos requieren una descripción adecuada de los materiales atravesados, equipo de perforación, tomamuestras y condiciones geotécnicas, además de interpretaciones geológicas. Los registros completos de los sondeos requieren una descripción adecuada de los depósitos minerales y de la roca encajante, un sumario detallado de los métodos y condiciones de perforación y unas características físicas de la roca, así como parámetros necesarios para asegurar la mejor interpretación geológica y el mejor análisis posible. Se suele realizar un registro diario de las operaciones realizadas donde se registrarán todas las incidencias y detalles de cada sondeo. A continuación se indican los parámetros que pueden medirse para una correcta supervisión de la campaña de exploración en función de cada una de las operaciones realizadas.

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4.2.8.1 Datos de la operación de perforación:  Al comienzo de todo registro deben figurar los datos de identificación del proyecto, características del proyecto, y además: Número de sondeo (código de identificación) Ubicación.Coordenadas.Altitud. Rumbo.  Ángulo de perforación. Fecha de comienzo del sondeo. Fecha de finalización del sondeo. Datos de la empresa perforista, así como de los operarios. Datos de la máquina empleada.  Marca y modelo de máquina empleada.  Barras y tubos portatestigo.  Trépano de perforación.  Sarta de perforación.  Equipo de análisis de agua. 

Sistema de perforación y condiciones de trabajo  Método de perforación  Condiciones de trabajo: ritmo de trabajo, avance obtenidos. Fluido de perforación: tipo de fluido, composición y aditivos empleados Retorno del fluido: porcentaje de fluido recuperado. Color del fluido de perforación en el retorno. Presencia de cavidades: profundidad de la cueva e intervalo atravesado. Entubado Cementación empleada. Tipo de terminación del sondeo. Se debe indicar cual ha sido en las que se deja el sondeo cuando se ha terminado. Razón por la que se ha dado por terminado el sondeo. Indicar si se ha llegado a la profundidad, objetivo o bien se ha dejado de seguir perforando por cualquier otro motivo. Tiempo de perforación. Se debe reflejar el tiempo que ha llevado la construcción del sondeo, que puede obtenerse desde los datos del contratista. Este dato es clave en la determinación de los costes de ejecución. Sería conveniente proporcionar tanto las coordenadas del sondeo como de la estación de referencia. El ángulo de perforación puede expresarse con respecto a la vertical o con respecto a la horizontal, por lo que deberá indicarse la referencia utilizada. También se deberá reflejar la profundidad a la que se ha encontrado roca sana, así como los niveles en los que se ha encontrado presencia de agua.

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4.2.8.2 Datos sobre las características geológicas de los testigos: Respecto a las características reseñables que pueden registrarse durante las labores de perforación de sondeos se encuentran las siguientes: Datos sobre el nivel de presencia de agua. Pueden anotarse la profundidad (o altitud) de los niveles de aparición, caudal y presiones de pozos artenianso. También deben registrarse cada uno de los datos anteriores durante el avance del sondeo, al comienzo y al final del turno, etc. Ensayos realizados. Longitud de muestra analizada y ensayo (por ejemplo ensayo SPT. Columna litológica obtenida Tipo de roca Litología. Composición, tamaño de grano, textura, color. Meteorización y alteraciones observadas. Textura. Exfoliación y bandeado reconocible. Dureza. Discontinuidades. Incluyendo juntas, fracturas y contactos entre formaciones. Se debe asignar los cambios de propiedades a la profundidad en la que se han observado. Igualmente se describirán parámetros físicos como espaciamiento y orientación respecto a la generatriz de sondeo. Además es importante detallar el relleno existente entre las familias de juntas. Pérdidas de sondeo. Indicar las zonas de baja recuperación de testigo, así como el grado de recuperación. Parte de estos datos se obtendrán directamente a pie de sondeos mientras que otros se pueden obtener una vez procesados los sondeos en laboratorio. Las labores de catalogación y archivo de los testigos de roca obtenidos se hará de manera continua usando las cajas portatestigos de modo que no se pierda información o ésta se confunda para lograr una información menos contaminada y que sea más fácil de llevar a cabo los trabajos de interpretaciones geológicas posteriores.

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4.2.9 MÉTODO DE EVALUACIÓN DE RESERVAS: Una vez se han analizado las muestras tomadas y se han calculado las leyes medias correspondientes, se procede a la delicada fase de estimación de las reservas del yacimiento. Esta consiste en calcular, con el mínimo error posible, la cantidad el mineral, existente en el yacimiento estudiado. Las reservas que se estiman en esta fase inicial son las geológicas o in situ. Posteriormente se tendrán en cuenta otros condicionamientos, como son los factores de diseño de la explotación, método minero, recuperación, dilución, elementos traza, etc. Que definirán las denominadas reservas mineras, que generalmente son inferiores las primeras. Existen dos grupos de método: - Geométricos o clásicos - Geoestadísticos Los métodos Geoestadisticos son más exactos y ofrecen información más completa. Para poder aplicarlos se deberán cumplir ciertos requisitos: Conocimientos geoestadísticos y manejo de software adecuados.  Número elevado de datos (sondeos) en distintas direcciones para el cálculo del semivariograma  Debe existir una variable regionalizada x ej. Ley que permite obtener el modelo del variograma 

A) MÉTODOS GEOMÉTRICOS O CLÁSICOS: Son los que se han usado tradicionalmente. Su cálculo supone estimaciones geométricas y el desarrollo a seguir es el siguiente:  Calculo de volúmenes de bloques en los que se subdivide el cuerpo mineralizado, según diversos métodos  Estimación de densidades medias.  Calculo de cantidad de material.  Estimación de leyes medias.  Calculo de cantidad de metal.  Calculo de reservas totales. Los métodos clásicos pueden ser de varios tipos: Método de los perfiles Se usa cuando se tienen cuerpos mineralizados de desarrollo irregular y que han sido estudiados mediante sondeos distribuidos regularmente de forma que permitan establecer cortes o perfiles en los que se basa el cálculo de reservas.

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Ilustración 22: Modelo de cortes a un cuerpo mineralizado.

Método del triangulo Requiere la proyección en un plano horizontal o vertical de las intercesiones del cuerpo mineralizado, que debe tener una morfología más o menos tubular. Es un método en fases de exploración, pues es rápido y permite ir añadiendo nuevos valores a la estimación general sin tener que recalcular lo anteriormente calculado. Consiste en unir geométricamente sobre un plano de proyecciones los sondeos adyacentes obteniendo triángulos (evitando ángulos agudos y obtusos), para cada uno de los cuales se calculan los valores medios correspondientes a espesor (potencia capa), densidad y ley, con lo cual se puede calcular lo resto de parámetros necesarios para cada bloque (volumen y tonelaje de mineral y de metal). La suma del tonelaje de los prismas triangulares será el tonelaje total del yacimiento.  Usos: en depósitos con poca variaciones de ley y potencia   Metodología: se unen los sondeos, formando un mallado triangular. Cada triangulo es la base de un prisma, donde la potencia, ley y densidad son constantes.

Ilustración 23: Modelo del método del triángulo en evaluación de reservas .

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Método de polígonos: Se suele usar cuando los sondeos están irregularmente distribuidos. A pesar de no ser muy exacto, su uso está muy extendido. Consiste en construir una serie de polígonos en cuyos centros se encuentra un sondeo, asignado a cada polígono espesor, densidad y ley de dicho sondeo, asumiendo por tanto, que tales parámetros permanecen constantes en todo el polígono ( dominio de influencia del sondeo)  Usos: en depósitos con poca variaciones de ley y potencia.El método no delimita el depósito.   Metodología: se construyen los polígonos, dejando en su centro un sondeo. Se forman prismas poligonales.

Ilustración 24: Método de polígonos en estimación de reservas.

Método de las isolíneas  Usos: para superficies complejas. Se necesita muchos datos, refleja bien las características geológicas del depósito.   Metodología: se construyen las isolineas con los valores de ley, o isopacas. Cada línea encierran una superficie, dos superficies definen una rebanada.

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Ilustración 25: Método de Isolíneas en estimación de reservas.

Método de bloques  Usos: en depósitos en una fase de investigación avanzada o de pre explotación. Para yacimientos metálicos de tipo masivos, potencialmente explotables a cielo abierto. Mineralizaciones de tipo tabulares y de poca potencia.  Metodología: el deposito se discretiza con paralelepípedos iguales lo que da lugar a una división del mismo en bloques. Cada bloque debe tener toda la información (leyes, ubicación espacial etc.) Las dimensiones del bloque dependen: Variabilidad de las leyes Continuidad geológica de la mineralización Tamaño y espaciamiento de las muestras Capacidades de los equipos mineros Taludes de diseño de la explotación     

El método se utiliza fundamentalmente para describir la distribución espacial de valores numéricos. Existen dos métodos para establecer bloques: Un sondeo por bloque Cuatro sondeos por bloque  

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Ilustración 26: Método que se utiliza fundamentalmente para describir la distribución espacial de valores numéricos.

Ilustración 27: Método de bloques en estimación de reservas

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B) GEOESTADÍSTICOS: Krigeado: es una técnica de estimación usada para estimar el valor de un punto o un bloque como una combinación lineal de variables desde muestras normalmente distribuidas en cada bloque. Esta técnica considera una variabilidad de las muestras en la asignación de los pesos de cada una. El kriging es capaz de medir el error esperado o estimado. Este método da mayor peso al cálculo a muestras cercanas entre si, que a muestras distantes, de modo que se establezca un parámetro para mostrar le continuidad, anisotropía y geométrica del depósito mineral. Se utiliza para estimar el valor de una variable regionalizada a partir de factores de ponderación. Este valor se caracteriza por ser el mejor estimador lineal e insesgado de la variable los factores de ponderación se determinan de tal forma que la varianza de estimación sea mínima.   

Lineal: es una combinación lineal de la información Insesgado: en promedio el error es nulo, no hay sesgo en los errores. Existen dos tipos de krigeados: puntual, bloques.

Ilustración 28: Método de Krigeado en estimación de reservas

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V. CONCLUSIONES: La etapa de prospección y exploración en la vida de una actividad minera son primordiales ya que si la segunda no está de la mano con la primera no existiría el desarrollo de un proyecto minero. Se debe desarrollar una prospección de la mano de la tecnología de tal manera que sea más efectiva la búsqueda y encuentro de yacimientos minerales. Terminado la etapa de cateo y prospección; de no tener una concesión minera en el área determinada no se podrá realizar la etapa de exploración, y si lo realizas estarías empezando con el desarrollo de una minería informal. En la etapa de exploración; el tema de los sondajes resulta siendo de gran utilidad porqué permitirá saber a qué profundidad se encuentra la beta y que longitud aproximada puede tener. La etapa de exploración nos permite analizar la rentabilidad y viabilidad del proyecto en investigación. Simultáneamente a la exploración, debemos desarrollar los campos ya conocidos, con reservas probadas, probables y posibles, que requieren menos recursos, habría menos riesgo y donde se cuenta con recursos tecnológicos y humanos, así como con el apoyo de empresas que han venido trabajando en dichas áreas. Debemos de evitar el error cometido en exploraciones pasadas de tal manera que al final toda exploración sea productiva.

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