Determinación de parámetros y propiedades ingeniero geológicas a través de método geomecánico a depósitos de arenas volcánicas del suroeste de Cerro Motastepe (página 2)

Se revisaron y analizaron informaCION documental y cartogr�fica disponible en el pa�s (instituciones acad�micas, centros de investigaCION y organizaCION de trabajo) y consultas a especialistas nicarag�enses e internacionales en la materia. Se emple� mapa topogr�fico que engloba el �rea estudiada de 80km2, editado por el Instituto Nicarag�ense de Estudio Territoriales (INETER) a escala 1:50,000 del a�o 1986, que corresponde a las hojas topogr�ficas de Managua con c�digo 2951-III, y Mateare con c�digo 2952-IV. De acuerdo con mapa citado, el territorio de inter�s se ubica al Noreste de la ciudad capital Managua

2.1.1.- Equipo de Oficina. Los instrumentos empleados en tarea de oficina fueron borrador, l�pices de colores, l�piz, mapas tem�ticos (topogr�fico, geol�gico y otros a escala varias); informes t�cnicos; uso e impresiones en computadora en centros de servicios (por ejemplo, bibliotecas). 2.2. ETAPA DE CAMPO Se realiz� la observaCION y mediCION de indicadores de resistencia geomec�nica en campo. Se tomaron en jornadas reiteradas al sitio datos de densidad y consistencia de suelos locales (IlustraCION 3) usando los criterios (cuantitativo y atributivos-interpretativo) y las clasificaciones est�ndar de la Sociedad Internacional de Mec�nica de Rocas (ISRM), recogidos en la publicaCION �Ingenier�a geol�gica�, de Gonz�lez Vallejos (2004). Los cuantiosos datos cuantificables y susceptibles de ser modelizados fueron obtenidos en afloramientos rocosos y cortes de caminos aprovechando la accesibilidad del �rea. Con esto, se reconocieron en el terreno evidencias de las condiciones f�sicas de rocas y suelos del lugar transformados de una u otra forma por la incidencia directa de la miner�a de ese territorio. Permitiendo la elaboraCION de mapas tem�ticos a escala 1:20,000. Esta actividad comienza a realizarse desde el a�o 2007 aprovechando d�as de fin de semana, y fechas festivas y libres.

IlustraCION 3 DOCUMENTACION ICONOGR�FICA LOCAL

Hay que destacar, tambi�n, que se realizaron m�ltiples cavidades en el terreno, de cuyo fondo se extrajeron muestras de suelos (inevitablemente con un cierto grado de alteraCION) para posteriormente investigar las caracter�sticas y propiedades f�sico-mec�nicas del subsuelo en laboratorio.

2.2.1.- Equipo de campo

Algunos instrumentos de campo empleados fueron martillo de ge�logo, cinta m�trica, l�piz y borrador, libreta de campo, c�mara fotogr�fica, GPS manual marca GARMIN eTrex Summit, y otros. Para comprobar la mediCION de par�metros y ubicaCION de elementos de inter�s geomec�nico y geot�cnico en sitios puntuales del �rea investigada se han tomado fotograf�as con c�mara digital de 4.0 mega-p�xeles de resoluCION marca OLYMPUS

2.3. ETAPA DE LABORATORIO Se valor� y clasific� granulom�trica, f�sica y geo-mec�nicamente los suelos y rocas in situ usando informaCION geot�cnica de la compa��a consultora Ingenier�a de Materiales y Suelos (IMS -1997, Managua). Algunos datos derivaron de m�s de 40 muestras superficiales representativas (m�s de 8 ensayos experimentales) tomadas del lugar. Por otro lado, se determin� la distribuCION del tama�os de part�culas usando juegos de tamices U.S. Bureau of Standards, en el que las muestras evaluadas fueron sigladas con letras may�sculas (CM = Cerro Motastepe).

IlustraCION 4. INSTURMENTO DE LABORATORIO.

De igual manera, se re-valoraron nuevamente algunas muestras representativas, cuyos datos de laboratorios fueron incongruentes con c�lculos realizados. Para ello se emplearon equipos de mediCION asequibles en laboratorios especializados (IlustraCION 4), con los cuales se determinaron las par�metros geomec�nicas (IlustraCION 5) y propiedades granulom�tricas de los materiales del subsuelo.

IlustraCION 5. LABORATORIO PARA AN�LISIS DE MEC�NICA DE SUELOS, 2007. 2.4. ETAPA DE AN�LISIS E INTERPRETACION DE DATOS Esta actividad consisti� en el tratamiento, an�lisis estad�stico matem�tico y descriptivo, y presentaCION (gr�ficos, diagramas, histogramas, tablas y otros) de los datos granulom�trico y/o geomec�nico obtenidos para el �rea estudiada usando m�todos gr�ficos y estad�stico apoyado de programas inform�ticos SPSS versi�n 10 y STATS TM V.2 (IlustraCION 6) y Escalograma LIKERT. Se represent� visual y num�ricamente en unidades porcentuales conjunto de datos cuantitativos y cualitativos con vista describir las caracter�sticas sist�micas locales. IlustraCION 6. VISTA DE SOFTWARE SPSS 10.0 y STATS TM V.2.

Asimismo, se prepararon cartograf�a de tenacidad mec�nica, densidad y consistencia de materiales geol�gicos usando programa de c�mputo ArcGis 9.3 y AutoCad 2007. Tambi�n, se emple� programas de Microsoft Office (Word y Excel) en la preparaCION del documento final Por otro lado, se aplicaron modelos matem�ticos (IlustraCION 7) con calificaciones atributivas � interpretativas, importantes para c�lculo de medidas estad�sticas (desviaCION est�ndar, varianza y otros), y geomec�nicas del subsuelo. Estos modelos son: MF = ? % Retenido Acumulado (hasta tamiz N� 100)/100 MF =J + R + S + T + U + V/100 Ck = D60/D10 CZ =(D30)2/D60x D10 M = (N + 1)/ 2 X = ?xn/N s = ?(x � X)2/N]1/2 EL=PT/NT IlustraCION 7. MODELOS GR�FICOS DIVERSOS LOCALES 2.5.� ETAPA DE ELABORACION DEL INFORME En esta fase se elabor� documento final para Doctorado en Geolog�a y Gesti�n Ambiental de los Recursos Minerales presentado a la Sede Iberoamericana Santa Mar�a La R�bida, Universidad Internacional de Andaluc�a (UNIA) de Huelva, Espa�a. Este documento contuvo los pasos antes mencionados con sus respectivos recursos ilustrativos (num�ricos, cartogr�ficos, descriptivos e interpretativos), an�lisis de la situaCION, resultados, conclusiones, recomendaciones y anexos.

III- RESULTADOS Y DISCUSI�N Los resultados del mapa (IlustraCION 8) de tenacidad mec�nica para materiales geol�gico (suelos y rocas) del �rea estudiada presenta 4 niveles atributivos espec�ficos de resistencia f�sica con su correspondiente valoraCION cuantitativa, siendo los mayores valores calculados para llanos volc�nicos y zonas adyacentes con superficie de 7km2 ocupado por el color Marr�n (S4) con lecturas entre 0.1 � 0.25 MPa, en donde sit�an expresiones topogr�ficas y elementos f�sicos locales. Todo lo anterior sugiere un �rea con condiciones f�sicas adecuadas.

IlustraCION 8. GEO-RESISTENCIA DE SUELOS EVALUADOS De acuerdo con el mapa (IlustraCION 9) niveles de densidad alta entre 90 a 100% para la zona color caf� ocupando 0,4km2 del sitio estudiado. A su vez, se presentan escala de colores con calificaciones desde Bajo (Comarca Nejapa y Cerro Motastepe) hasta Alto (Laguna Nejapa, �rea rural adyacentes, Loma Vilchez y Loma Ticomo) con valoraciones menores que la mencionada. Es decir, se obtienen calificaCION atributiva m�nima de densidad de suelos de Suelto (tono verde), en vista que el material superficial erosionable y flojo hasta Muy Denso (tono Caf�) debido a condiciones f�sica de suelos. Las dem�s atributos de densidad con niveles Firme (matiz naranja) y Denso (tonalidad azul), representan valores de situaciones intermedias. La miner�a suele perjudicar las condiciones IlustraCION 9. C�LCULOS DE DENSIDAD geomec�nica del lugar. DE SUELOS LOCALES Finalmente, en la IlustraCION 10 se muestran calificaciones desde muy baja hasta alta en los grados de consistencia del suelo, siendo el �rea del Cerro Motastepe la zona arenosa de color naranja moderadamente resistente a comprensi�n simple entre 0.5 � 1.0 kg/cm2 ocupando una superficie de 0,4km2, siendo esta zona de priorizaCION extractiva, en vista que representa un sitio importante de aprovechamiento minero. Del mismo modo, se muestran graduaciones de consistencia de suelos de colores con calificaciones desde Blanda (tono verde) hasta Muy Consistente (tono caf�) con valoraciones distinta que la mencionada. IlustraCION 10. VALORACION DE LA CONSISTENCIA DE SUELOS LOCALES. *Compresi�n Simple (CS) NOTA: Todas las cartograf�as obtenidas, presenta iguales unidades espaciales de color y escala de presentaCION (1: 20,000) para efectos de comparaCION de uno u otro par�metro num�rico y atributivos, evitar saturaCION y alcanzar una mejor organizaCION de estos.

IV. CONCLUSIONES Con base en los resultados obtenidos en este estudio se pueden establecer las siguientes conclusiones: a) Los productos arenosos de car�cter volc�nico muestran tama�o de grano m�nimo de 0,425mm, y m�ximo de 4,75mm, clasificado granulom�tricamente como Arenas Media a Grueso bien graduadas. b) De tres ejemplares estudiado, CM-1; CM-2; y CM-3, se derivaron tama�o de granos de suelos que superan las dimensiones de abertura de las cribas No 4, No 8 y No 16, siendo retenidos en el entramado de este, y clasific�ndose este material como Arena Media a Gruesa y Grava Gruesa. c) La mayor�a de las muestras evaluadas, indican el acceso en su totalidad de un material clasificado como arenas finas, particularmente, a trav�s de mallas No 3/8', No 4, No 50 y No 100. Entre los ejemplares valuados que obtienen esta clasificaCION son las muestras CM-5 y CM-6. d) Se clasifican materiales del subsuelo (ejemplares CM-7 y CM-8) como limo o lodo medio y fino con di�metro de sus part�culas entre 0,053mm y 0,074mm. e) Se determina que las propiedades geo-mec�nica (resistencia f�sica) de muestras de suelos estudiados crecen a profundidades no superiores de los 20ft, siendo sus rangos num�ricos m�nimos de 115,2kgrs/cm2 (CM-1), y m�ximos de 300 kgrs/cm2 (CM-7) en condiciones secas. Y en condiciones h�medas adquieren valores m�nimos de 63 kgrs/cm2 (CM-1) y m�ximo de 197 kgrs/cm2 (CM-9). Las valoraciones de tenacidad mec�nica var�a de 0.025 � 0.25MPa; la densidad de suelos oscila 0 � 100% ; y la consistencia de material superficial var�a ente 0.25 � 2 kg/cm2. Esto sugiere condiciones f�sica diferentes del subsuelo local. f) Con el empleo de la escala LIKERT (PT/NT) se determinaron actitudes sobre el porcentaje de part�culas de las muestras CM-1 hasta CM-8 que pasa por conjunto de tamices usados (No 4, 8, 16, 30, 50, 100 y 200) con puntuaciones de 62,5% y calificaCION atributiva positiva de intensidad alta. g) Las 4 curvas t�picas (A, B, C y D) de distribuCION granulom�tricas obtenidas para el �rea estudiada concuerda satisfactoriamente con los c�lculos realizados. A partir de estas curvas, se desglosan granulometr�a de part�culas heterog�neas con di�metros de grano entre 0,074 a 4,76mm, caracter�stica principal de las arenas media a fina. h) Finalmente, se determinan valores num�ricos para el di�metro efectivo de part�culas calculado en 0,075mm oscilando entre la malla No 10 y No 200; Coeficiente de Uniformidad (Cu) entre 2,25 � 6,25; y por �ltimo Coeficiente de Curvatura entre 1,12 � 2,4336. Todo lo anterior sugiere, una clasificaCION del material arenoso como bien graduado con tama�o de grano medio a fino.

VI. AGRADECIMIENTO A Doctores, Efra�n A. Espinal (Universidad Agraria, Managua, Nicaragua) y EncarnaCION Navarro Garc�a (Universidad de Huelva, Huelva, Espa�a), con estudios en Ciencias del Suelo, Ingenier�a Geol�gica y Mec�nica de Suelo, cuya experiencia profesional, acad�mica, metodol�gica y tecnol�gica permiti� el desarrollo de esta investigaCION. VII. REFERENCIAS 1).- Cameron I. (2001). Young volcans Tephra stratigraphy near the Nejapa crater of Managua, Nicaragua Internal Report, Department o Geosciences, University of Iowa, Iowa City. 30p. 2).- Obando, T. (2008). Estudio y modelaCION cuantitativa del Impacto Ambiental generado por la ExplotaCION Minera en los Dep�sitos de Arenas Volc�nica al Suroeste del Cerro Motastepe, Managua-Nicaragua. Tesis (Maestr�a en Geolog�a y Gesti�n Ambiental de los Recursos Minerales). Huelva, UNIA/Sede Iberoamericana Santa Mar�a La R�bida. (s.p.). 189p. 3).- Ortiz, F y Alfaro, A. (2005). EvaluaCION ambiental de la extracCION minera No Met�lica, en el Cerro Motastepe y sus alrededores: Municipio de Ciudad Sandino. Editorial Centro Alexander Von Humboldt y Amigos de la Tierra Internacional. Managua, Nicaragua.