FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE MINAS “APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015”. Tesis para optar el título profesional de: INGENIERO DE MINAS Autores: Bachiller : Silvia del Pilar Alvitez Yeckle Bachiller : Rudecindo Bravo Corrales Asesor: Ing. Víctor Eduardo Álvarez León Cajamarca – Perú 2016 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. APROBACIÓN DE LA TESIS El asesor y los miembros del jurado evaluador asignados, APRUEBAN la tesis desarrollada por los Bachilleres: Silvia del Pilar Alvitez Yeckle y Rudecindo Bravo Corrales, denominada: APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Ing. Víctor Eduardo Álvarez León ASESOR Ing. José Siveroni Morales JURADO PRESIDENTE Ing. Roberto Gonzales Yana JURADO Ing. Wilder Chuquiruna Chávez JURADO Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. ii APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. DEDICATORIA A mis padres: Oscar Agustín y María Mónica. Quienes son la razón de mi vida y que por su amor incondicional y apoyo moral han inculcado en mí el valor de la perseverancia por la cual he logrado concluir mi El presente trabajo es la carrera profesional y el inicio de una etapa distinta. síntesis de la Concretización de un proyecto inspirado e A mis hermanas y hermanos: impulsado, en mis padres Angela María, Gloria Del Celso y Rosa a quienes amo Carmen, Oscar Adolfo, Juan Ángel Rafael. Y mis sobrinas y agradezco profundamente, Lussina Valeria y Arianny Sofía; en mis hijos Fernando y quienes me impulsan a seguir siendo cada vez mejor. Sebastián, a quienes llevo en el alma. A los amigos y Silvia Del Pilar Alvitez Yeckle. docentes quienes fecundaron y gestaron durante esta etapa, mi espíritu profesional. Rudy Bravo C. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. iii APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. AGRADECIMIENTO A Dios que nos ha bendecido en cada paso con salud y trabajo para culminar satisfactoriamente con este sueño que ya es una realidad. A nuestros padres quienes con su gran ejemplo de superación nos inculcaron la formación profesional y ética. A Minera La Zanja S.R.L. encabezada por el ingeniero Julio Rojas Echenique por haber permitido realizar este trabajo de investigación en sus instalaciones y también a los ingenieros Hernando Saboya R., Sandra Medina V., David Reaño V., Elman Rondan U., Alfredo Angulo S. y Gabriela Palomino L. quienes nos brindaron todas las facilidades y orientación pertinente durante la ejecución de este trabajo. Al ingeniero Basilio Ávila De La Cruz, quien por su amplio conocimiento en suelos y su gran espíritu de apoyo nos inculcó a la elaboración y culminación de este trabajo. Al ingeniero Víctor E. Álvarez León por su inagotable paciencia e ímpetu en la conducción de la presente investigación como nuestro asesor. También a la Ms. Sc. Aracely Poémape, por su gratitud y disposición incondicional en la resolución de nuestras inquietudes. A los ingenieros José Siveroni Morales, Roberto Gonzales Yana y demás docentes quienes condujeron nuestra vida universitaria compartiendo sus vivencias y su ciencia con el único propósito de ver en nuestro destino el éxito profesional. A todos nuestros compañeros de trabajo y de estudios quienes de diferente manera nos apoyaron durante la formación académica brindándonos conocimientos que forjaron esta preparación profesional. Gracias mil a todos. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. iv APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ÍNDICE DE CONTENIDOS Pág. APROBACIÓN DE LA TESIS ............................................................................................................ ii DEDICATORIA.................................................................................................................................. iii AGRADECIMIENTO ......................................................................................................................... iv ÍNDICE DE CONTENIDOS ................................................................................................................ v ÍNDICE DE TABLAS ....................................................................................................................... viii RESUMEN .......................................................................................................................................... x ABSTRACT…...……………………………………………………………...………………………..…….xi CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 12 1.1. Realidad problemática ......................................................................................................... 12 1.2. Formulación del problema.................................................................................................... 12 1.3. Justificación .......................................................................................................................... 12 1.4. Limitaciones ......................................................................................................................... 13 1.5. Objetivos .............................................................................................................................. 13 1.5.1. Objetivo General ................................................................................................... 13 1.5.2. Objetivos Específicos ........................................................................................... 13 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 14 2.1. Antecedentes ....................................................................................................................... 14 2.2. Bases Teóricas .................................................................................................................... 14 2.2.1. Suelo. .................................................................................................................... 14 2.2.2. Agentes Generadores de Suelos. ........................................................................ 15 2.2.3. Distribución Granulométrica. ................................................................................ 16 2.2.4. Límites de Tamaño para Suelos. .......................................................................... 17 2.2.5. Límites de Atterberg. ............................................................................................ 19 2.2.6. Permeabilidad Hidráulica del Suelo. ..................................................................... 19 2.2.7. Arcillas. ................................................................................................................. 21 2.2.7.1. Origen y Composición. ..................................................................... 22 2.2.7.2. Tipos de Minerales de Arcilla. .......................................................... 23 2.2.7.3. Propiedades de las arcillas. ............................................................. 23 2.2.8. Depósito de Material Inadecuado Este (DMI). ..................................................... 24 2.2.8.1. Caracterización Geoquímica del DMI. ............................................. 25 2.2.8.2. Infiltración de Agua en el Depósito de Material Inadecuado (DMI). 27 2.2.8.3. Tipos de Coberturas para el Cierre del Depósito de Material Inadecuado (DMI). ........................................................................... 27 2.2.9. Especificaciones Técnicas para el suelo de Baja Permeabilidad. ....................... 30 Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. v APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. 2.2.10. Composición Química y Mineralógica de Sedimentos provenientes de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas. ............................................................. 32 2.3. Definición de términos básicos ............................................................................................ 35 CAPÍTULO 3. HIPÓTESIS ........................................................................................................... 40 3.1. Formulación de la hipótesis ................................................................................................. 40 3.2. Operacionalización de variables .......................................................................................... 40 CAPÍTULO 4. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................ 41 4.1. Tipo de diseño de investigación. .......................................................................................... 41 4.2. Material. ............................................................................................................................... 41 4.2.1. Unidad de estudio. ................................................................................................ 41 4.2.2. Población. ............................................................................................................. 41 4.2.3. Muestra. ................................................................................................................ 41 4.3. Métodos. .............................................................................................................................. 41 4.3.1. Técnicas de recolección y análisis de datos ........................................................ 41 4.3.2. Procedimientos ..................................................................................................... 42 CAPÍTULO 5. PRODUCTO DE LA APLICACIÓN PROFESIONAL ........................................... 44 5.1. Toma de Muestras (Norma ASTM D 75). ................................................................................ 44 5.1.1. Equipos y Materiales. ........................................................................................... 44 5.1.2. Procedimiento. ...................................................................................................... 44 5.2. Ensayos de Laboratorio. ........................................................................................................... 45 5.2.1. Determinación de contenido de Humedad (Norma ASTM D2216). ......................... 45 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 46 b) Procedimiento................................................................................................ 46 c) Cálculo…. ....................................................................................................... 46 5.2.2. Análisis Granulométrico por Tamizado (Norma ASTM D 422). ........................... 47 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 47 b) Procedimiento. ............................................................................................... 48 c) Cálculo…......................................................................................................... 49 5.2.3. Límite de consistencia (Norma ASTM D 4318).......................................................... 49 5.2.3.1. Limite Líquido (LL). ................................................................................. 50 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 51 b) Procedimiento. .............................................................................................. 51 c) Cálculo….. ..................................................................................................... 52 5.2.3.2. Límite Plástico (LP). ................................................................................ 53 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 54 b) Procedimiento. ............................................................................................... 54 c) Cálculo………….. ........................................................................................... 55 5.2.4 . Proctor Estándar (Norma ASTM D 698). .................................................................. 55 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 57 b) Procedimiento. .............................................................................................. 57 c) Cálculo…. ....................................................................................................... 58 5.2.5. Peso Específico y absorción del Agregado Grueso (Norma ASTM C127)............... 59 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 59 b) Procedimiento. ............................................................................................... 60 Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. vi APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. c) Cálculo…......................................................................................................... 60 5.3. Ensayos de Campo. ............................................................................................................. 61 5.3.1 Densidad de Campo por el Método Densímetro Nuclear (Norma ASTM D 6938). .... 61 a) Funcionamiento. ........................................................................................... 61 b) Características Generales. ............................................................................ 61 c) Especificaciones Técnicas. ............................................................................ 62 d) Procedimiento. ............................................................................................... 63 f) Cálculos… ....................................................................................................... 65 5.3.2 Permeabilidad del Suelo Carga Constante (Manual de Drenaje USBR). ................... 66 5.3.2.1 Permeabilidad o Conductividad Hidráulica. ........................................... 66 5.3.2.2 Coeficiente de Permeabilidad. .............................................................. 66 5.3.2.3 Métodos para Medir el Coeficiente de Permeabilidad del Suelo. .......... 67 a) Equipos y Materiales. .................................................................................... 67 b) Procedimiento. ............................................................................................... 67 c) Cálculo…......................................................................................................... 68 CAPÍTULO 6. RESULTADOS ..................................................................................................... 69 6.1. Resumen de Ensayos Realizados ............................................................................................ 69 6.1.1 En Laboratorio ........................................................................................................... 69 6.1.2 En Campo ................................................................................................................. 70 a) Densímetro Nuclear ...................................................................................... 70 b) Ensayo de Permeabilidad Carga Constante. ................................................ 71 6.2. Especificaciones Técnicas. ....................................................................................................... 71 CAPÍTULO 7. DISCUSION .......................................................................................................... 72 7.1 Análisis de Resultados .............................................................................................................. 72 7.1.1. Resultados de las muestras .................................................................................... 72 7.1.2. Resultados de la mezcla ......................................................................................... 72 a) Huso Granulométrico .................................................................................................... 73 b) Índice de Plasticidad ..................................................................................................... 73 c) Contenido de Humedad................................................................................................. 73 d) Grado de Compactación en el ensayo de campo.......................................................... 74 e) Ensayo de Permeabilidad ............................................................................................. 75 CONCLUSIONES............................................................................................................................. 76 RECOMENDACIONES .................................................................................................................... 78 REFERENCIAS ................................................................................................................................ 79 ANEXOS .......................................................................................................................................... 82 Anexo 1. Panel Fotográfico ........................................................................................................... 83 Anexo 2. Planos de Ubicación ...................................................................................................... 90 Anexo 3. Ensayos de Laboratorio ................................................................................................ 91 Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. vii APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ÍNDICE DE TABLAS Pág. . 1. Tamaño de mallas estándar en EE.UU…………………………………............... 18 2. Símbolos del sistema unificado…………………………………………................. 19 3. Límites del tamaño de suelos separados...…………………………...…............. 20 4. Intervalo de la permeabilidad hidráulica para varios suelos……….....…............ 22 5. Clasificación geoquímica final del DMI……………………………...…................ 27 6. Resultados de infiltración del DMI…………………………………...……............ 28 7. Límites de Gradación de Revestimiento de suelo………………....……............. 32 8. Resultado de la química y contenido de mineral de sedimentos...……........... 34 9. Límites Máximos permisibles Para la Descarga de Efluentes Líquidos de } Actividades Minero Metalúrgicas………………..…………….……...……........... 35 10. Tamaño de muestra…………………….……………………….……......…........... 46 11. Toma de muestras……………………………………………………..……............ 49 12. Límites de Consistencia………..………………………………..…….....………... 50 13. Factor para obtener Limite Liquido………….………...………….…...…............. 52 14. Curva de Flujo ……………...…………………………………………….………… 54 15. Resumen de ensayos realizados en laboratorio………………………................ 70 16. Densidades – Densímetro nuclear...…………………………………................... 71 17. Ensayo de permeabilidad – Carga Constante…..…………………...….............. 73 18. Especificaciones Técnicas…...……………………………………………............. 73 19. Resultados de huso granulométrico en ensayo CCM-DMI-004……….............. 75 20. Índice de plasticidad (IP)……………………………………………………........... 75 21. Grado de compactación – Proctor estándar ASTM D 698………………............ 76 22. Permeabilidad……..………………………………………………………………..... 77 .. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. viii APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ÍNDICE DE FIGURAS Pág. 1. Tipos de Cobertura Evaluadas para el Cierre del Depósito de Material Inadecuado (DMI)…………………………………………..………………....…......29 2. Cobertura tipo1………………………..………………………………….…....….....30 3. Cobertura tipo 2……………………………….………...………………...…...........30 4. Cobertura tipo 3…………………………..……………...…………………...……...31 Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. ix APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. RESUMEN El siguiente trabajo de investigación hace referencia a distintos ensayos de suelos en laboratorio y campo, realizados con el objetivo de buscar el aprovechamiento del sedimento generado en la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas de Minera la Zanja mezclado con arena limosa y arcilla para lograr un suelo de baja permeabilidad útil en el cierre del Depósito de Material Inadecuado. El estudio se ha enfocado en las especificaciones técnicas, dadas por Knight Piésold, quien indica valores para huso granulométrico, límites de consistencia mínimo de 15, porcentaje de compactación de 95%, contenido de humedad de -2 a +3%, y el coeficiente de permeabilidad no mayor a 1x10-6 cm/s; como factores determinantes para obtener un suelo de baja permeabilidad. La investigación inició en laboratorio, ensayando cada tipo de suelo (sedimento, arena limosa y arcilla) de manera individual para luego ser mezclados a diferentes proporciones, de acuerdo a los resultados, se obtuvo la siguiente proporción: 20% de sedimento, 40% de arena limosa, 40% de arcilla. La mezcla obtenida en laboratorio se llevó a campo y se extendió en un área de 15 x 10 m2 en el Depósito de Material Inadecuado (DMI) con una compactación al 95% de la máxima densidad seca; a un espesor de 200 mm, en la cual se pudo determinar la Densidad de Campo y Permeabilidad del suelo. Los ensayos de laboratorio y campo se realizaron según procedimientos de las normas internacionales ASTM (American Society for Testing Materials). Los resultados obtenidos son: índice de plasticidad (IP) 23, determinado según ASTM D4318; coeficiente de permeabilidad 7.8×10-6 cm/s, determinado según Manual de Drenaje USBR; compactación al 97.5 % de la máxima densidad seca, determinada según ASTM D698; contenido de humedad óptimo en laboratorio fue 32.1%, en campo 34.05% estando dentro del rango -2 a +3% indicadas en las especificaciones técnicas. De esta manera determinamos la viabilidad de nuestra hipótesis que busca el aprovechamiento del sedimento proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas mezclado con arena limosa y arcilla para obtener un suelo de baja permeabilidad útil en el cierre de mina. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. x APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ABSTRACT The following work of investigation refers to different tests of soils in laboratory and field they were realized with the aim to look for the utilization of the sediment generated in the Acid Water Treatment Plant of Minner La Zanja mixed with slimy sand and clay to achieve useful soil of low permeability in the closing of the Warehouse of Inadequate Material. The study has focused in the technical specifications given by Knight Piésold, who indicates values for granulometric spindle, consistency limits minimum of 15, percentage of compaction of 95 %, range of dampness after the compaction-2 to +3 and coefficient of permeability not major to 1x10-6 cm/s, as determinant factors to obtain a soil of low permeability. The investigation initiated in laboratory, testing every type of soil (sediment, slimy sand and clay) in an individual way then they were mixed to different proportions, in agreement to the results, the following proportion was obtained: 20 % of sediment, 40 % of slimy sand, 40 % of clay. The mixture obtained in laboratory was removed to field and it was extended in an area of 15 x 10 m2 in the Warehouse of Inadequate Material (DMI) with a compaction to 95 % of the maximum dry density; to a thickness of 200 mm, in which it was possible to determine the Density of Field and Permeability of the soil. The laboratory test programs and field were realized according to procedures of the international procedure ASTM (American Society for Testing Materials). The obtained results are: index of plasticity (IP) 23, determined according to ASTM D4318; coefficient of permeability 7.8×10-6 cm/s, determined according to Drainage manual USBR; compaction to 97.5 % of the maximum dry density, determined according to ASTM D698; ideal content of dampness in laboratory was 32.1 %, in field 34.05 % being inside the range-2 to +3 % indicated in the technical specifications. Hereby we determine the viability of our hypothesis that looks for the utilization of the sediment from the Acid Water Treatment Plant mixed with slimy sand and clay to obtain a useful soil of low permeability in the closing mine. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. xi APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Realidad problemática Minera La Zanja S.R.L, ubicada a 03 horas de la ciudad de Cajamarca, propiedad de Cía. De Minas Buenaventura S.A. producto de sus actividades de extracción de oro y plata, cuenta con tres componentes mineros, entre ellos el Depósito de Material Inadecuado sector Este, los cuales en contacto con las precipitaciones pluviales generan gran cantidad de drenaje ácido cuya calidad presenta un pH de 1.5 y Hierro en concentraciones de 5000 ppm. Estas aguas son captadas en pozas de almacenamiento para posteriormente ser tratadas en la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas, se usa Cal como agente neutralizado por ello y por la calidad de agua tratada se genera grandes cantidades de sedimento a razón de 25 kg/m3. Por este motivo se hace indispensable buscar el aprovechamiento de este suelo para evitar que forme parte de un componente minero más. 1.2. Formulación del problema ¿Es posible aprovechar el sedimento proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas, mezclado con arena limosa y arcilla en la obtención de un suelo de baja permeabilidad para el cierre del sector este del Depósito de Material Inadecuado de Minera La Zanja- Abril 2015? 1.3. Justificación Debido al tratamiento de agua ácida en planta de Minera La Zanja S.R.L. se genera gran cantidad de sedimento, los cuales hasta la fecha son almacenados sin uso aprovechable. En este sentido, pretendemos mezclar el sedimento con arena limosa y arcilla de canteras cercanas al proyecto y lograr un suelo uniforme de baja permeabilidad útil en el cierre del Depósito de Material Inadecuado sector Este; Así evitaremos que el sedimento forme parte de un componente más, ahorrando costos que implique su disposición final y asegurando la calidad ambiental. Si los resultados de esta investigación son óptimos podrán ser utilizados como referentes para el cierre de otros componentes y en otras unidades mineras. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 12 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. 1.4. Limitaciones • Las condiciones climáticas del lugar que pueden retardar el acondicionamiento del área a experimentar y ensayos a realizar in situ. 1.5. Objetivos 1.5.1. Objetivo General Aprovechar el sedimento proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas a través de la mezcla con arena limosa y arcilla para lograr un suelo de baja permeabilidad útil en el cierre del Depósito de Material Inadecuado (DMI). 1.5.2. Objetivos Específicos • Evaluar tres tipos de suelos para determinar la proporción correcta en la mezcla de sedimento con arena limosa y arcilla para lograr un suelo de baja permeabilidad que cumpla las especificaciones técnicas en cuanto a: - Granulometría de la mezcla, según norma ASTM D422. - Índice de Plasticidad de la mezcla, según norma ASTM D4318. - Proctor Estándar de la mezcla, según ASTM D698. - Coeficiente de Permeabilidad de la mezcla, según Manual de Drenaje USBR. • Determinar la composición química del sedimento proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 13 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes Posiblemente es la primera investigación que busca aprovechar el sedimento que proviene de una planta de tratamiento de aguas ácidas en minería para ser utilizado en la cobertura del cierre de mina; sin embargo, Winchez (2007) realizó un estudio en la unidad Minera Julcani (Huancavelica) buscando emplear estos sedimentos para la construcción de ladrillos mezclado con cemento y arena con el afán de resolver el impacto ambiental negativo y convertirlo en una alternativa de solución que genere trabajo dándole un valor agregado al sedimento. Otro estudio referente, es el realizado por Torres, Hernández y Paredes (2013) quienes evaluaron específicamente el uso de sedimento aluminoso en la fabricación de ladrillos cerámicos. Los resultados encontrados muestran que es viable incorporar estos sedimentos en reemplazo parcial de uno de los suelos constitutivos del ladrillo, en este caso la arena en un porcentaje del 10%. Sin embargo, para evitar comprometer la resistencia a la compresión del ladrillo obtenido, se debe optimizar la deshidratación previa del sedimento. Si bien es cierto este sedimento no proviene de una planta de tratamiento de aguas ácidas, si proviene del tratamiento de agua potable y es un suelo fino que dada la naturaleza física, química y microbiológica producto de la sedimentación que ocurre durante la potabilización del agua, su desecho sin ningún tratamiento causa impactos sobre cuerpos de agua y suelos, además de riesgos a la salud pública. En la actualidad los sedimentos generados en plantas de tratamiento de aguas ácidas de las empresas mineras son encapsulados en áreas designadas y declaradas ante la autoridad cumpliendo cada exigencia que ella abarque. 2.2. Bases Teóricas 2.2.1. Suelo. El suelo se ubica en las capas superficiales de la corteza terrestre y es básicamente producto de la acción del clima y el tiempo sobre las rocas. En efecto, el suelo es roca descompuesta por acción de las diferencias de temperatura, de corrientes de agua, de la gravedad, de la erosión por el viento y del ambiente. Sobre la roca, el suelo puede tener desde cero a cientos de metros de profundidad. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 14 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Las propiedades del suelo y su distribución en el terreno dependen de forma importante de sus orígenes geológicos. (Sáez, 2010). Es común la creencia de que el suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no sujetas a ninguna organización definida y propiedades que varían vectorialmente. Suelo es un término del que hacen uso diferentes profesantes. La interpretación varía de acuerdo con sus respectivos intereses. Para el agrónomo, por ejemplo, la palabra se aplica a la parte superficial de la corteza capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretación demasiado restringida para el ingeniero. Para el geólogo es todo material intemperado en el lugar en el que ahora se encuentra y con contenido de materia orgánica cerca de la superficie; esta definición peca de parcial en ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no intemperizados posteriormente a su transporte. Para los fines de esta obra, la palabra suelo representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves . Quedan excluidos de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo. (Juárez, 2012). 2.2.2. Agentes Generadores de Suelos. La corteza terrestre es atacada principalmente por el aire y las aguas, siendo los medios de acción de estas sustancias sumamente variados. Sin embargo, en último análisis, todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos grupos: desintegración mecánica y descomposición química. El término desintegración mecánica se refiere a la intemperización de las rocas por agentes físicos, tales como cambios periódicos de temperatura, acción de la congelación del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos, plantas, etc. Por estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas o, cuando mucho, limos y sólo en casos especiales arcillas. Por descomposición química se entiende la acción de agentes que atacan las rocas modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es, desde luego, el agua y los mecanismos de ataque más importantes son la oxidación, la hidratación y la carbonatación. Los efectos químicos de la vegetación juegan un papel no despreciable, estos mecanismos generalmente producen arcilla como último producto de descomposición. Todos los efectos Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 15 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. anteriores suelen acentuarse con los cambios de temperatura, por lo cual es frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia en zonas húmedas y cálidas, mientras que son típicas de zonas más frías formaciones arenosas o limosas, más gruesas. En los desiertos cálidos, la falta de agua hace que los fenómenos de descomposición no se desarrollen, por lo cual la arena predomina en esas zonas; allí los efectos de ciclos de tensiones y comprensiones sobre las rocas, producidos por elevaciones y descensos periódicos y continuados de temperatura, son los mecanismos de ataque determinantes. Los suelos deben, pues, su origen a una tal variedad de causas que excede todo poder de descripción detallada. El resultado de ese concurso de causas, es una inmensa diversidad de tipos de suelo resultantes. También debe notarse que su formación ha ocurrido a través de las eras geológicas, tal como sigue ocurriendo hoy; en consecuencia, el hombre es totalmente ajeno a la génesis del suelo: sólo le toca manejarlo, tal como la naturaleza se lo presenta. (Juárez, 2012). 2.2.3. Distribución Granulométrica. En cualquier masa de suelo, los tamaños de los granos varían en gran medida. Para clasificar apropiadamente un suelo, se debe conocer su distribución granulométrica. La distribución granulométrica de un suelo de grano grueso se determina por lo general mediante un análisis granulométrico con mallas. Para un suelo de grano fino, la distribución granulométrica se puede obtener por medio del análisis del hidrómetro. Un análisis granulométrico con mallas se efectúa tomando una cantidad medida de suelo seco bien pulverizado y haciéndolo pasar a través de un apilo de mallas con aberturas cada vez más pequeñas que dispone de una charola en su parte inferior. Se mide la cantidad de suelo retenido en cada malla y se determina el porcentaje acumulado del suelo que pasa a través de cada una. A este porcentaje se le refiere por lo general como porcentaje de finos. La tabla 1 contiene una lista de los números de mallas utilizadas en Estados Unidos y el tamaño correspondiente de sus aberturas. Estas mallas son de uso común para el análisis de suelos para fines de su clasificación. (Das, 2012). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 16 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 1. Tamaño de Mallas Estándar en EE.UU. Malla número Abertura (mm) 4 4.75 6 3.35 8 2.36 10 2 16 1.18 20 0.85 30 0.6 40 0.425 50 0.3 60 0.25 80 0.18 100 0.15 140 0.106 170 0.088 200 0.075 270 0.053 Fuente: Das, 2012. 2.2.4. Límites de Tamaño para Suelos. Varias organizaciones han intentado desarrollar límites del tamaño para grava, arena, limo y arcilla con base en los tamaños de los granos que hay en los suelos. En la tabla 3 se presentan los límites de los tamaños recomendados por los sistemas de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y del Unified Soil Classification (Corps of Engineers, Department of the Army y Bureau of Reclamation). En la tabla se muestra que las partículas de suelo menores que 0.002 mm se han clasificado como arcilla. Sin embargo, las arcillas son cohesivas por naturaleza y con ellas se pueden hacer rollos pequeños cuando están húmedas. Esta propiedad se debe a la presencia de minerales de arcilla como la caolinita, ilita y montmorillonita. En contraste, algunos minerales, como el cuarzo y el feldespato, pueden estar presentes en un suelo con tamaños de partículas tan pequeños como el de los minerales de arcilla, pero estas partículas no tendrán la propiedad cohesiva de los minerales de arcilla. De aquí que se denominen partículas con tamaño de arcilla, no partículas de arcilla. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 17 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. El Sistema de clasificación de suelos de la AASHTO fue propuesto originalmente para el Highway Research Board´s Committee on Classification of Materials for Subgrades and Granular Type Roads (1945). De acuerdo con la forma presente de este sistema, los suelos se pueden clasificar según ocho grupos principales, A- 1 a A-8, con base en su distribución granulométrica, límite líquido e índice de plasticidad. Los suelos listados en los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales de grano grueso, y aquellos en los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7 son materiales de grano fino. La turba, el fango y otros suelos altamente orgánicos se clasifican en el grupo A-8 y se identifican mediante una inspección visual. El Sistema unificado de clasificación de suelos (Unified Soil Classification System) lo propuso originalmente A. Casagrande en 1942 y más tarde lo revisó y adoptó el United States Bureau of Reclamation y el US Army Corps of Engineers. En la actualidad el sistema se utiliza prácticamente en todo el trabajo geotécnico. En el sistema unificado se utilizan los símbolos siguientes para fines de identificación: Tabla 2. Símbolos del Sistema Unificado. G S M C O Pt H L W P Fuente: Das, 2012. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 18 Descripción Símbolo Grava Arena Limo Arcilla Limos Turba y suelos altamente orgánicos Alta Baja plasticidad Bien graduado Mal graduado APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 3. Límites del Tamaño de Suelos Separados. Sistema de Clasificación Tamaño del grano (mm) Grava: 75mm a 4.75mm Unificado Arena: 4.75mm a 0.075 Limo y arcilla (finos): menor a 0.075mm Grava: 75mm a 2mm Arena: 2 mm a 0.05mm ASHTO Limo:0.05mm a 0.002mm Arcilla: menor a 0.002mm Fuente: Das, 2012. 2.2.5. Límites de Atterberg. Cuando un suelo arcilloso se mezcla con una cantidad excesiva de agua, puede fluir como un semilíquido. Si el suelo se seca gradualmente, se comportará como un material plástico, semisólido o sólido, dependiendo de su contenido de humedad. El contenido de humedad, en porcentaje, en el que el suelo cambia de un estado líquido a uno plástico se define como límite líquido (LL). De manera similar, el contenido de humedad, en porcentaje, en el que el suelo cambia de un estado plástico a uno semisólido y de un estado semisólido a uno sólido se definen como límite plástico (LP) y límite de contracción (LC), respectivamente. A estos límites se les refiere como límites de Atterberg. El límite líquido de un suelo se determina utilizando la copa de Casagrande (designación de prueba D-4318 de la ASTM) y se define como el contenido de humedad en el que se cierra una ranura de 12.7 mm mediante 25 golpes. El límite plástico se define como el contenido de humedad en el que el suelo se agrieta al formar un rollito de 3.18 mm de diámetro (designación de prueba D- 4318 de la ASTM). La diferencia entre el límite líquido y el límite plástico de un suelo se define como el índice de plasticidad (IP). (Das, 2012). 2.2.6. Permeabilidad Hidráulica del Suelo. Los espacios vacíos, o poros, entre granos del suelo permiten que el agua fluya a través de ellos. En mecánica de suelos e ingeniería de cimentaciones se debe conocer cuánta agua fluye a través de un suelo por tiempo unitario. Este conocimiento se requiere para diseñar presas de tierra, para determinar la cantidad de filtraciones debajo de estructuras hidráulicas y para desaguar cimentaciones antes y después de su construcción. Darcy (1856) propuso la Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 19 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ecuación siguiente para calcular la velocidad del flujo de agua a través de un suelo:    En esta ecuación:  = velocidad de descarga (unidad: cm/s)  = permeabilidad hidráulica del suelo (unidad: cm/s)  = gradiente hidráulico se define como   ΔL Dónde: ∆ = diferencia de carga piezométrica entre las secciones AA y BB = distancia entre las secciones AA y BB (Nota: las secciones AA y BB son perpendiculares a la dirección de flujo.) La ley de Darcy, es válida para una gran variedad de suelos. Sin embargo con materiales como grava limpia y pedraplenes de gradación abierta, esta ley no funciona debido a la naturaleza turbulenta del flujo a través de ellos. El valor de la permeabilidad hidráulica de los suelos varía en gran medida. En el laboratorio se puede determinar por medio de pruebas de permeabilidad con carga constante o carga variable. La prueba con carga constante es más adecuada para suelos gruesos. En la tabla 4 se indica el intervalo general de los valores de k de varios suelos. (Das, 2012). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 20 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 4. Intervalo de la Permeabilidad Hidráulica para varios Suelos. Permeabilidad Tipo de suelo hidráulica, k (cm/s) Grava media a gruesa Mayor que 10 Arena gruesa a fina 10 a 10  Arena fina, arena limosa 10  a 10  Limo, limo arcilloso, arcilla limosa 10  a 10  Arcillas 10  o menor Fuente: Das, 2012. 2.2.7. Arcillas. Las arcillas se definen de dos maneras: Por su composición mineralógica: son silicatos alumínicos hidratados (minerales secundarios) que provienen del intemperismo químico de silicatos como feldespatos, piroxenos y anfíboles. También existen arcillas de origen hidrotermal que provienen generalmente de la trasformación de rocas magmáticas, acidas e intrusivas, y están frecuentemente asociadas a filones y otros tipos de estructuras mineralizadas. Por su granulometría: están compuestas por fragmentos naturales más finos (menores a 2 micras 0 1/256mm). En la naturaleza encontramos generalmente a las arcillas mezcladas con otros materiales como limos, arenas (con alto contenido de cuarzo), humedad y material orgánico. Este conjunto de materiales se denomina material arcilloso. El tamaño de los granos es muy irregular, desde partículas menores de 0, 002mm, que son principalmente minerales de arcilla, vía las fracciones limosas (0,002-0,06mm) y arenosas (0,06- 2,0mm). La arcilla común tiene con frecuencia compuestos de hierro, y por tanto colores marrón-amarillentos a marrones, y carbonatos. Las arcillas comunes son los materiales arcillosos de más amplia distribución en el mundo pues se encuentran mezclados con otros materiales. La arcilla común se presenta poco consolidada, constituida generalmente por partículas de tamaño inferior a 1/256mm (4 micras). (INGEMMET, 2009). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 21 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en las rocas ígneas y metamórficas, los agentes de descomposición química llegan a un producto final: la arcilla. La investigación de las propiedades mineralógicas de estos sedimentos, comenzó en épocas recientes y presenta gran importancia en cuestiones de ingeniería, pues, a diferencia de lo señalado para los suelos gruesos, el comportamiento mecánico de las arcillas se ve decisivamente influido por la estructura en general y constitución mineralógica en particular. (Juárez, 2012). 2.2.7.1. Origen y Composición. Los minerales de arcilla son los aluminosilicatos. Está constituido básicamente por Si, Al, O, además de otros elementos como Na, K, Ca, Mg, Fe, etc. Desde la antigüedad se sabía que algunos componentes del suelo son capaces de intercambiar bases. Si sometemos una muestra de arcilla a electrólisis, en el ánodo se acumulan sílice, alúmina y óxidos de hierro. En el cátodo se depositan K, Na, Ca, y Mg, entre otros cationes. Mediante la aplicación de técnicas de rayos x, Grim y Holding (1929) determinaron la naturaleza cristalina de las arcillas. Las arcillas son un conjunto de minerales de origen secundario, formado por el proceso de alteración química de las rocas, poseen tamaño coloidal, con estructura cristalina bien definida y un gran desarrollo superficial, con propiedades físico-químicas responsables en gran parte de la actividad físico-química del suelo. (Jordán 2010) Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de aluminio hidratados, presentando además, en algunas ocasiones, silicatos de magnesio, hierro u otros metales, también hidratados. Estos minerales tienen, casi siempre una estructura cristalina definida, cuyos átomos se disponen en láminas. Existen dos variedades de tales láminas: la silícica y la alumínica. La primera está formada por un átomo de silicio, rodeado de cuatro de oxígeno, disponiéndose el conjunto en forma de tetraedro. Estos tetraedros se agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxígeno de nexo entre cada dos tetraedros. Las unidades hexagonales repitiéndose indefinidamente, constituyen una retícula laminar. Las láminas alumínicas están formadas por retículas de octaedros dispuestos con un átomo de aluminio al centro y seis de oxígeno Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 22 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. alrededor. También ahora es el oxígeno el nexo entre cada dos octaedros vecinos, para constituir la retícula. (Juárez, 2012). 2.2.7.2. Tipos de Minerales de Arcilla. De acuerdo con su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en tres grandes grupos: caolinitas, montmorinolitas e ilitas. Las caolinitas están formadas por una lámina silícica y otra alumínica, que se superponen indefinidamente. La unión entre todas las retículas es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua entre ellas (adsorción). En consecuencia, las arcillas caoliníticas serán relativamente estables en presencia del agua. Las montmorinolitas están formadas por una lámina alumínica entre dos silícicas, superponiéndose indefinidamente. En este caso la unión de retículas de mineral es débil, por lo que las moléculas de agua pueden introducirse en la estructura con relativa facilidad, a causa de las fuerzas eléctricas generadas por su naturaleza dipolar. Lo anterior produce un incremento en el volumen de los cristales, lo que se traduce, macrofisicamente, en una expansión. Las arcillas montmoriloníticas, especialmente en presencia de agua, presentarán fuerte tendencia a la inestabilidad. Las bentonitas son arcillas del grupo montmorilonítico, originadas por la descomposición química de las cenizas volcánicas y presentan la expansividad típica del grupo en forma particularmente aguda, lo que las hace sumamente críticas en su comportamiento mecánico. Estas arcillas aparecen desdichadamente, con frecuencia en trabajos de campo; por otra parte en ocasiones, ayudan al ingeniero en la resolución de ciertos problemas prácticos. Las ilitas están estructuradas análogamente que las montmorinolitas, pero su constitución interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el área expuesta al agua por unidad de volumen; por ello, su expansividad es menor que la de las montmorinolitas y , en general, las arcillas ilíticas, se comportan mecánicamente en forma más favorable para el ingeniero. (Juárez, 2012). 2.2.7.3. Propiedades de las arcillas. Se ha dicho que entre las partículas arcillosas se ejercen fuerzas debidas a las ligaduras fisicoquímicas que se manifiestan en sus respectivas Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 23 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. películas envolventes de agua y cationes adsorbidos. Un amasado enérgico de la arcilla, puede romper esas ligaduras momentáneamente, lo cual se refleja macrofísicamente por una pérdida sensible de las propiedades de resistencia del material. Sin embargo, la mayoría de las arcillas vuelven más o menos lentamente a sus propiedades originales; este fenómeno fue llamado Tixotropía por A.F Péterfi (1927). El fenómeno es consecuencia del restablecimiento de las películas adsorbidas en su primitiva condición. Las arcillas montmorilloníticas presentan la propiedad en grado máximo y recobran muy rápidamente sus características de resistencia, tras un enérgico amasado. Una medida de la tixotropía puede tenerse determinando una vez el límite líquido de una arcilla inmediatamente tras el remoldeo y otra dejando pasar unos minutos después de éste: si la arcilla es tixotrópica, el valor obtenido en el segundo caso será mayor que el primeramente obtenido. Terzagui, citado por Juárez midió la tixotropía a través de la sensibilidad de las arcillas, o sea de la relación entre la resistencia a la comprensión simple correspondiente a los estados inalterado y remoldeado. Según Terzagui, el valor normal de la sensibilidad de la arcillas oscila entre 2 y 4, llegando a 8 o más en casos en que la propiedad se manifiesta fuertemente (valores cercanos a 100 se han llegado a medir en arcillas extrasensitivas). (Juárez, 2012). 2.2.8. Depósito de Material Inadecuado Este (DMI). El depósito de material inadecuado posee un área aproximada de 9,1 ha, con taludes sin revegetar y áreas revegetadas. El depósito de material inadecuado se caracteriza por materiales pedregosos sin minerales económicos, con muy poca estabilidad (se desmoronan fácilmente), no son aptos para la construcción o algún uso en la mina. Actualmente, el depósito de material inadecuado se encuentra parcialmente revegetado. Este depósito fue construido en dos etapas. Los materiales acumulados en este depósito incluyen tanto materiales de construcción como materiales inadecuado para su uso en trabajos de relleno. También contiene los materiales inadecuados provenientes de la construcción del depósito de material estéril Pampa Verde. Su capacidad estimada es de 890 000 m3. Con el objetivo de contener el material inadecuado de manera estable desde el punto Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 24 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. de vista físico y químico, el diseño del depósito de material inadecuado este incluyó los siguientes elementos: • Sistema de colección de agua infiltrada. • Canales de colección, de derivación y de salida. • 150 mm de sub-base preparada, que consiste en acondicionar y compactar las áreas donde se colocará revestimiento para los canales de colección, derivación o salida que se encuentren fuera del límite del depósito de material inadecuado. • Material inadecuado procedente de la construcción de otras estructuras. • 300 mm de espesor de material inadecuado que encapsulará el depósito. • Tres tipos de coberturas, según se muestran en el Plano 201-070-68-720. La zona de taludes se extiende aproximadamente en el extremo este de la estructura. Estos taludes se formaron cuando los materiales fueron descargados en la zona y se encuentran expuestos sin cubierta de geomembrana a diferencia del depósito de material Estéril. La zona revegetada se extiende aproximadamente en el extremo oeste de la estructura. Son áreas que han sido revegetadas principalmente a partir de semillas de plantas forrajeras y con suelo orgánico conteniendo semillas de plantas locales. Hay presencia rye grass e ichu. Esta última habría sido trasplantada a la zona. Los accesos en el depósito de material inadecuado se encuentran en diferentes sectores de esta infraestructura y están cubiertos con material denominado “lastre”9 para dar estabilidad al terreno. En esta infraestructura existe una poza de sedimentación y un canal de coronación para recolectar las aguas ácidas. (Knight Piésold, 2014). 2.2.8.1. Caracterización Geoquímica del DMI. No existen antecedentes geoquímicos del depósito de material inadecuado. El nuevo programa de ensayos permitió determinar que: - Las muestras de desmonte se clasifican como NO-PAG con excepción de una muestra (LZ-DMI-06) ubicada en el límite con el área actualmente revegetada y que representa al material con argilización sulfurada. - Con excepción de la pirita, que se presenta solo en la muestra LZ-DMI- 06, los minerales constituyentes de este desmonte proveniente de la construcción de la Etapa 2 de la plataforma de lixiviación en pilas San Pedro Sur, son los mismos del depósito de material estéril. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 25 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - La calidad del lixiviado del desmonte es buena. Con excepción del lixiviado de la muestra LZ-DMI-06, el resto de muestras posee valores de pH que se pueden considerar neutrales. Los valores de CE (conductividad eléctrica) son bajos y los de sulfatos muy bajos indicando que el material no llega a un proceso de oxidación. - Solo en la muestra LZ-DMI-06 los elementos hierro aluminio y manganeso, lixiviados en ácido, sobrepasan a los estándares indicados, en particular el hierro a los LMPs y las dos categorías de ECAs mientras que el manganeso y aluminio solo a los ECAs. (Knight Piésold, 2014). Tabla 5. Clasificación Geoquímica final del Depósito de Material Inadecuado (DMI). Criterio Criterio Criterio Clasificación Muestra Tipo de ABA ABA NAG final Muestra (PNN) (PN/PA) LZ-DMI-02 Roca Incierto N/A NO-PAG NO-PAG LZ-DMI-03 Roca Incierto PAG NO-PAG NO-PAG LZ-DMI-04 Roca Incierto N/A NO-PAG NO-PAG LZ-DMI-06 Roca Incierto N/A PAG PAG Fuente: Knight Piésold, 2014. Nota: NO-PAG, no potencial generador de acidez. PAG, potencial generador de acidez. Los resultados de NO-PAG y PAG se determinan a través del procedimiento Generación neta de ácido (NAG), que fue desarrollado hace más de 20 años como un método para la medición de contenido de sulfuros (Sóbek,1978); sin embargo, su interpretación varió durante la última década para estimar la generación neta de ácido. El pH final de la prueba NAG (pH-NAG) constituye un criterio de predicción del potencial de generación de acidez (MEND, 2010); y conjuntamente con la acidez generada y medida a un pH de 4,5 son usados para una predicción detallada del potencial de acidez de los materiales (Miller, 1998). Este ensayo, permite confirmar si la muestra que resultó incierta en el ABA, es realmente generadora o no de acidez, empleándose peróxido de hidrógeno para su oxidación y observación de la reactividad de los sulfuros presentes en ella. ( Knight Piésold, 2014). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 26 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. 2.2.8.2. Infiltración de Agua en el Depósito de Material Inadecuado (DMI). En el siguiente cuadro se presentan los resultados de la infiltración promedio anual y máxima para la alternativa más desfavorable, habiendo considerado la serie de lluvias históricas extendidas hasta en 34 años. Tabla.6. Resultados de Infiltración del Depósito de Material Inadecuado (DMI). Volumen anual Tasa  916,7 6658,9 7575,6 Promedio Descarga anual (l/s) 0,03 0,21 0,24 Volumen diario  135 133 611,9 Tasa Máxima Descarga diaria (l/s) 1,57 1,54 3,11 Fuente: Knight Piésold, 2014. Estas tasas de Infiltración totales representan la descarga para el área total de aporte, para el caso del depósito de material inadecuado el área superficial plana es de 0,76 ha y el área taludes alcanza las 8,34 ha. La descarga anual promedio resulta de 0,24 y 0,08 l/s, valores que son representativos para el diseño del sistema de sub-drenaje (donde lo hubiere), debido a las propiedades hidráulicas de retención de agua y espesor de los materiales almacenados, que hacen improbable la generación de tasas máximas diarias de infiltración en la base inferior de los depósitos ante eventos máximos de tormenta de duración diaria. (Knight Piésold, 2014). 2.2.8.3. Tipos de Coberturas para el Cierre del Depósito de Material Inadecuado (DMI). Luego de plantear diversas configuraciones, han sido consideradas cuatro alternativas para los tipos de coberturas que podrán ser utilizadas en el cierre de los depósitos de materiales, según se observa en el Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 27 Superficie Plana Superficie en pendiente Total (plana + pendiente) APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. siguiente gráfico, habiéndose determinado que la alternativa con mayor percolación en el depósito de material estéril es la alternativa 3, en tanto que para el depósito de material inadecuado la percolación es mayor para la alternativa 2 (Knight Piésold, 2014). Figura 1. Tipos de Cobertura Evaluadas para el Cierre del Depósito de Material Inadecuado (DMI). C Fuente: Knight Piésold, 2014. Considerando lo indicado en el informe de Knight Piésold, al descartar la alternativa N°2 por ser de mayor percolación para uso como cobertura en el DMI, nos quedan los tres tipos que se muestran a continuación; de las cuales se experimentó con el diseño de cobertura tipo 3, teniendo en cuenta las especificaciones técnicas del suelo de baja permeabilidad a utilizar. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 28 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Figura 2. Cobertura Tipo 1 Fuente: Knight Piésold, 2014 Figura 3. Cobertura Tipo 2 Fuente: Knight Piésold, 2014 Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 29 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Figura 4. Cobertura Tipo 3 Fuente: Knight Piésold, 2014 2.2.9. Especificaciones Técnicas para el suelo de Baja Permeabilidad. El revestimiento de suelo (soil liner) in-situ consistirá en material de grano fino obtenido de las áreas de la plataforma de lixiviación. Si no se puede encontrar material de revestimiento de suelo adecuado in-situ, tal como lo determine el Ingeniero, se importará material adicional que cumpla con los requerimientos, de las áreas de préstamo o excavaciones designadas mostradas en los Planos o indicadas por el Ingeniero. Por lo general, el material de revestimiento de suelo estará libre de suelo orgánico, será bien gradado y contendrá cantidades limitadas de material granular. La idoneidad de los suelos en esta categoría depende de las propiedades de permeabilidad, plasticidad y resistencia. Todo el material de revestimiento de suelo tendrá un índice de plasticidad (IP) mínimo de 15, determinado según ASTM D4318. Asimismo, el coeficiente de permeabilidad del material no será mayor de 1×10-6 cm/s, determinado según ASTM D5084, cuando se compacte al 95 por ciento de la máxima densidad seca, determinada según ASTM D698. El Ingeniero determinará la conveniencia de los materiales para su uso como revestimiento de suelo basándose en los resultados de las pruebas de control realizadas por el Contratista. Para el caso específico del Proyecto La Zanja, las características del material de revestimiento de suelo se ajustarán a los siguientes requerimientos de clasificación. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 30 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 7. Límites de Gradación de Revestimiento de suelo. Tamaño de Malla (mm) Porcentaje que Pasa (%) 50,8 100 9,52 65-85 4,75 60-80 0,07 25-55 Fuente: Knight Piésold, 2014. El revestimiento de suelo se escarificará, mezclará y humedecerá, si es necesario, mediante aspersión y escarificación con discos hasta que se obtenga una distribución uniforme de la humedad. El material que esté demasiado húmedo se puede extender sobre el área de relleno y dejar secar, mediante escarificación con discos, si es necesario, hasta que el contenido de humedad se reduzca a los límites especificados. El revestimiento de suelo preparado in situ e importado, luego del acondicionamiento no tendrá menos de 200 mm de espesor después de la compactación. La superficie acabada del revestimiento de suelo se aplanará con un rodillo vibratorio de tambor liso para incrustar las partículas de grava en la matriz del suelo. Las partículas que sobresalen de la superficie del revestimiento de suelo o que no son incrustadas durante el proceso de aplanamiento que son perjudiciales para el comportamiento de la cobertura se retirarán rastrillando, barriendo o recogiendo a mano de la superficie, a satisfacción del Ingeniero e Instalador. Los agujeros producidos por la remoción de partículas de mayor tamaño o protuberantes, se rellenarán con material de revestimiento de suelo compactado que se ha zarandeado en un tamiz de 25 mm de abertura (# 60). El Contratista adoptará todas las medidas necesarias para alcanzar un contenido de humedad después de la compactación de -2 a +3% del contenido de humedad óptimo, o como lo indique el Ingeniero, distribuido en forma uniforme por toda la capa del revestimiento de suelo y alcanzando una compactación mínima de 95% de la máxima densidad seca determinada según ASTM D698. El Contratista adoptará las medidas que sean necesarias para garantizar que se conserve el contenido de humedad designado después de la compactación hasta que el revestimiento de suelo sea aceptado y cubierto. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 31 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. El Contratista tendrá que acarrear, colocar, esparcir, acondicionar y compactar el material de revestimiento de suelo importado para alisar la superficie en áreas que, en opinión del Ingeniero, existan bolsones de suelos sueltos o depresiones suficientemente irregulares para ser nocivas para el comportamiento de la cobertura. (Knight Piésold, 2014). 2.2.10. Composición Química y Mineralógica de Sedimentos provenientes de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas. Los resultados obtenidos mediante el estudio de difracción de rayos X indican que la principal fase mineral corresponde a yeso (98%), con contenidos menores de calcita y cuarzo. No se han detectado otras fases que pudieran contener metales, tales como óxidos o hidróxidos u otros sulfatos. Sin embargo, esto no significa que no puedan existir, simplemente indica que el contenido es suficientemente bajo para no ser detectado por esta metodología, ya que el método presenta un límite de detección aproximado del 2%. La composición química total, así como el predominio de sulfato con respecto al azufre total, también es consistente con los resultados de los ensayos de extracción secuencial y de difracción de rayos X, aunque de forma cualitativa con respecto a esta última. En base a los resultados obtenidos de las técnicas analíticas anteriores, se ha calculado el contenido de los minerales en base a los datos análisis químico de roca total, para aquellos elementos significativos (Tabla 8). Se ha considerado que todo el azufre se encontraba en forma de sulfato y formaba parte del yeso. Para calcular el contenido de calcita se restó la parte contenida en el yeso y después se asumió que el resto formaba parte de calcita. El resto de elementos se consideró que formaban sus correspondientes óxidos o hidróxidos, a excepción del arsénico que como ya se ha comentado se considera adsorbido sobre el Fe(OH)3. Los resultados son consistentes y aunque la suma supere el 100% (corresponde a un 116%), se puede considerar que es un error razonable. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 32 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 8. Resultados de la química y contenido de mineral de sedimentos Resultados análisis Cálculo en Elementos (%) moles /100g Azufre 11.37 0.354 Calcio 23.91 0.597 Hierro 11.55 0.207 Aluminio 1.98 0.073 Silicio 0.66 0.025 Cobre 0.41 0.0065 Manganeso 0.19 0.0034 Zinc 0.084 0.0013 Arsénico 0.045 0.0006 Cálculo de Contenido Mineral (%) Yeso 61 Calcita 24 Fe(OH)3 22 Al(OH)3 6 SiO2(am)3 1.5 Pirolusita 0.3 Cu(OH)2 0.6 Zn(OH)2 0.1 Fuente: AMPHOS21, 2015. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 33 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 9. Límites Máximos Permisibles Para la Descarga de Efluentes Líquidos de Actividades Minero-Metalúrgicas. Limite en Parámetro Unidad Cualquier Limite Para el Promedio Anual Momento Ph mg/L 6-9 6-9 Sólidos totales en suspensión 50 25 mg/L Aceites y Grasas mg/L 20 16 Cianuro Total mg/L 1 0,8 Arsénico Total mg/L 0,1 0,08 Cadmio Total mg/L 0,05 0,04 Cromo Hexavalente (*) mg/L 0,1 0,08 Cobre Total mg/L 0,5 0,4 Hierro (Disuelto) mg/L 2 1,6 Plomo Total mg/L 0,2 0,16 Mercurio Total mg/L 0,002 0,0016 Zinc Total mg/L 1,5 1,2 Fuente: Ministerio del Ambiente, 2010. Nota: (*) en muestra no filtrada. Las diferencias entre los datos químicos y el estudio mineralógico pueden estar asociadas a la falta de homogeneización previa a la toma de alícuotas para cada tipo de ensayo, con lo cual en el caso de existir heterogeneidades en la distribución de minerales en el lodo, éstas quedarían reflejadas en los resultados. A pesar de ello, los datos son cualitativamente consistentes. Puesto que la mayor parte de la muestra correspondió a la que se utilizó para ensayos químicos (química de roca total y extracción secuencial), es posible que los resultados de estos ensayos sean más fiables ya que la muestra estuviera más homogeneizada. Los datos indican que la mayor parte de los lodos están constituidos por yeso y calcita, minerales formados por el exceso de reactivo en el tratamiento. Esto indica que podría ser factible realizar una optimización del sistema de tratamiento, con el consecuente ahorro en reactivo y en la generación de lodos. Por lo que respecta al resto de metales, estos forman principalmente hidróxidos de Fe y Al (aproximadamente el 25%) que en condiciones atmosféricas y al contacto con agua de pH neutral, son bastante estables, transformándose con el Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 34 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. tiempo y en condiciones de humedad elevadas en fases más cristalinas y estables, como goethita y gibsita, respectivamente. Otros elementos como Cu, Zn, Mn y As quedarían incluidos en la matriz de grano fino constituida por los minerales principales, con lo cual su acceso sería limitado a la disolución con agua, por lo que la liberación sería limitada; esto también sería corroborado por el resultado de la primera etapa del ensayo de extracción secuencial, en cuyo lixiviado se reportaron valores por debajo del límite de detección para Fe, As, Al, Cu, Mn y Zn. Esta composición del lodo puede generar oportunidades tanto en la optimización del sistema de tratamiento de los efluentes como en la optimización de la propia generación de lodos para su uso como material impermeabilizante. Sin embargo, se debe mencionar que este lodo, por su composición, lixiviará metales al contacto con soluciones ácidas, tal como se puede verificar en los resultados de la extracción secuencial, donde se verifica la lixiviación de elementos como Fe, As, Al, Cu, Mn y Zn en las etapas 3 y 4, en las que se lixivia los hidróxidos y óxidos presentes en la muestra, con un extractante a pH 3. Por ello se recomienda no depositar estos lodos en estructuras que alberguen otros materiales con potencial de generación de acidez. (AMPHOS21, 2015). 2.3. Definición de términos básicos • Análisis granulométrico: determinación de las cantidades relativas de partículas en un material granular que se encuentran dentro de rangos definidos de diámetro, mediante su separación sobre tamices de distintos tamaños de abertura, o por otros procesos adecuados para el efecto como la sedimentación o el examen por medios ópticos. (Normas ASTM D422 y D1140). (Hoyos 2012). • Arcilla: suelo fino granular, o la porción fino granular de un suelo que puede presentar un comportamiento plástico dentro de un intervalo de contenido de humedad más o menos amplio, y que tiene una considerable resistencia al corte cuando se seca al aire. Este término ha sido utilizado para designar el conjunto de partículas de un suelo menores de 2 um (5 um en algunos casos). Las propiedades de las arcillas dependen principalmente del tipo de minerales que las componen y de los cationes intercambiables que contienen (Norma ASTM D653, Grim, 1962). (Hoyos 2012). Para efectos del presente estudio se Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 35 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. denominan de la siguiente manera: según SUCS tenemos que es MH, limo arcilloso de alta plasticidad • Arena: partículas de roca que pasan por el tamiz de 4.75 mm (#4), y son retenidas en el tamiz de 75um. (Hoyos 2012). • Arena Limosa: partículas y fragmentos de roca, entre 2mm. Y 2cm. (Dávila, 2011). Para efectos del presente estudio se denomina arena limosa con grava (SUCS: SM) • ASTM: acrónimo de American Society for Testing and Materials. Sociedad Norteamericana de Ensayos y Materiales. (Hoyos 2012). • Cantera: yacimiento de minerales no metálicos en explotación. (Dávila, 2011). • Clasificación unificada de suelos (CUS): clasificación geotécnica de suelos, desarrollada inicialmente por A. Casagrande que se basa en sus características de granulometría y de plasticidad. (Norma ASTM D2487). En esta clasificación todos los suelos resultan ubicados en uno de 15 grupos, cada uno de los cuales es designado por dos letras que indican sus características relevantes así: G: Grava S: Arena M: Limos, finos no plásticos o de baja plasticidad. C: Arcillas, finos plásticos Pt: Turba O: Orgánico W: Bien gradado P: Mal gradado L: Límite líquido menor que 50 H: Límite líquido mayor que 50. (Hoyos 2012). • Cierre progresivo: actividades de rehabilitación que el titular de actividad minera va efectuando simultáneamente al desarrollo de su actividad productiva, de acuerdo al cronograma y condiciones establecidos en el Plan de Cierre de Minas aprobado y ejecutado bajo supervisión de la autoridad minera. • Coeficiente de permeabilidad, k (LT-1): velocidad de descarga de agua en condiciones de flujo laminar a través de un área transversal unitaria de un medio poroso bajo un gradiente hidráulico unitario y en condiciones estándar de temperatura (normalmente 20oC). El coeficiente de permeabilidad depende de las condiciones de saturación del terreno y estrictamente es una función de la succión que, a su vez, es función de la saturación del material. (Normas ASTM D2434, D5084 D5126). (Hoyos 2012). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 36 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Compacidad: grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando espacios entre ellas. (Juárez, 2012). • Compactación: densificación de un suelo por manipulación mecánica. (Hoyos 2012). • Conductividad hidráulica: sinónimo de coeficiente de permeabilidad; velocidad de descarga del agua en condiciones de flujo laminar a través de un medio poroso bajo un gradiente unitario en condiciones normalizadas de temperatura (20C). (Normas ASTM 2434 y 5084). (Hoyos 2012). • Contenido de Humedad: o contenido de agua de un suelo, es la relación entre el peso de agua contenida y el peso de la fase solida del suelo, suele expresarse en porcentajes. (Juárez, 2012). • Cuartear: proceso de reducción de tamaño de una muestra, en el que la muestra original se divide en cuatro porciones iguales, de las cuales se seleccionan dos al azar que se desechan, y las dos restantes se mezclan nuevamente; esta operación se repite tantas veces como sea necesario hasta obtener el tamaño apropiado de la muestra de acuerdo con el tamaño máximo de partículas que contenga. (Normas ASTM D421 y D422). (Hoyos 2012). • Depósito de material inadecuado (DMI): depósito de materiales procedentes de la construcción que son inadecuados para su uso en trabajos de relleno. (Knight Piésold, 2014). • Depósito: acumulación de material térreo de cualquier tipo, consolidado o no. Originalmente tuvo la connotación de material transportado por agua pero su significado se ha ampliado para incluir todo tipo de acumulación de material dejado por cualquier agente o proceso, incluyendo los suelos residuales y los depósitos antrópicos. (Hoyos 2012). • Drenaje ácido de roca: generación de ácido y metales acompañantes en solución debido a la oxidación de los minerales sulfurados que pueden estar contenidos en los relaves, desmontes de roca, y las superficies expuestas a las mismas. (Cruzado, 2010). • Grado de saturación: relación entre el volumen de agua y el volumen de vacíos de un suelo. (Juárez, 2012). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 37 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Granulometría: tecnología que se encarga de dictar las normas correspondientes para determinar las dimensiones y las formas de los fragmentos de los materiales detríticos. (Dávila, 2011). • Grava: término para designar los fragmentos de roca cuyo diámetro se encuentra en el rango de 4.75 mm (tamiz #4) a 75 mm, y que normalmente han sido redondeados o desgastados en alguna forma por abrasión en los procesos de erosión y transporte. (Hoyos 2012). • Límite líquido: es la propiedad de las rocas o minerales de almacenar agua (saturación) pasado el cual, la roca se comporta como un fluido. (Dávila, 2011). • Límite plástico: es la propiedad de los materiales (rocas o minerales) de soportar un esfuerzo deformándose. Una vez cesado el esfuerzo, el materia conserva la deformación, hasta un máximo de esfuerzo, sobrepasado el cual el material se fractura, rompe o se comporta como un lubricante. La deformación de plasticidad se rige por la ley de Young, como en el caso de la deformación elástica. (Dávila, 2011). • Limo: es una arcilla colorida con gran proporción de cuarzo. (Dávila, 2011). • Malla: tejido de alambre que forma el fondo de los tamices para la ejecución del análisis granulométrico. Las mallas y tamices se denominan de acuerdo con el tamaño de los agujeros. El sistema de nomenclatura de mallas más corriente es el US Standard. El número del tamiz indica la cantidad de agujeros por pulgada de longitud de la malla; por ejemplo, la malla 200 tiene 200 agujeros por pulgada de longitud. (Norma ASTM E11). (Hoyos 2012). • MLZ: Minera La Zanja. • PTAA: Planta de Tratamiento de Aguas Acidas. • Permeabilidad: propiedad de los terrenos porosos y permeables de dejar pasar el agua fácilmente siguiendo las leyes hidrostáticas. Es la cantidad de agua que deja pasar una roca a través de una sección (volumétrica) en un tiempo determinado. (Dávila, 2011). • Plan de cierre de mina: el plan de cierre de minas es un instrumento de gestión ambiental conformado por acciones técnicas y legales efectuadas por los titulares de actividades mineras. (Dávila, 2011). • Porosidad: relación entre el volumen de vacíos y el volumen de masa del suelo. (Juárez, 2012). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 38 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Prueba de Proctor: se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. (Crespo, 2011). • Sedimento: material fragmentario originado por la erosión y/o alteración de las rocas pre-existentes susceptible de ser transportado y depositado en los fondos marinos, fondos lacustres y depresiones continentales. (Juárez, 2012). Para efectos del presente estudio se denomina limo de alta plasticidad (SUCS: MH) • Sedimento clástico: están compuestos principalmente por los productos menos solubles de la meteorización. (Oyarzun, 2011). • Suelo: representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. • SUCS: sistema de clasificación Unificado de Suelos. • Tamiz: instrumento utilizado para separar las partículas de suelo según su tamaño. Consiste en un recipiente cilíndrico cuyo fondo lo forma una malla de alambre o cobre de acero inoxidable. (Dávila, 2011). • Tamizado: proceso de separación de partículas sólidas por medio de un conjunto de tamices. El tamizado es una de las operaciones necesarias para llevar a cabo el análisis granulométrico de un suelo. (Hoyos 2012). • USBR: Oficina de los Estados Unidos de Reclamación. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 39 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 3. HIPÓTESIS 3.1. Formulación de la hipótesis Aprovechando el sedimento proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas y mezclado con arena limosa y arcilla se obtiene un suelo de baja permeabilidad utilizado en el cierre del sector Este del Depósito de Material Inadecuado en Minera La Zanja- Abril 2015. 3.2. Operacionalización de variables VARIABLE DEFINICIÓN DIMENSIONES INDICADORES INDEPENDIENTE CONCEPTUAL Mezcla de sedimento Suelo granular proveniente de la conformado por la Mezcla de Planta de mezcla de sedimento con Tratamiento de sedimento, arcilla arena limosa y % Aguas ácidas, con y arena limosa. arcilla arena limosa y arcilla. VARIABLE DEFINICIÓN DEPENDIENTE CONCEPTUAL DIMENSIONES INDICADORES -6 Coeficiente de cm/s (1x10 ) permeabilidad, Grado de compactación Mínimo 95% Es un tipo de Índice de Mayor a 15% suelo que por su plasticidad (IP) Suelo de baja composición permeabilidad impide Malla % que el fluido del agua pasa en su interior. 50.8 mm 100 Granulometría 9.52 mm 65 – 85 4.75 mm 60 – 80 0.07 mm 25 – 55 Contenido de Humedad -2 +3 % Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 40 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 4. MATERIALES Y MÉTODOS 4.1. Tipo de diseño de investigación. Cuasi experimental, ya que tenemos una unidad mínima de estudio la cual la llevamos a campo para evaluar las propiedades de la mezcla (sedimento con arena limosa y arcillas) según las especificaciones técnicas del proyecto y determinar la utilización como suelo de baja permeabilidad en el cierre del Depósito de Material Inadecuado sector Este. 4.2. Materiales. 4.2.1. Unidad de estudio. • 2 kg de Sedimento, (SUCS: MH Limo de alta plasticidad). • 5 kg de Arcilla (SUCS: MH Limo arcilloso de alta plasticidad). • 10 kg de arena limosa (SUCS: SM arena limosa con grava). 4.2.2. Población. Todo el suelo acumulado en sedimentos 605,878.20 TM (en PTAA), de arena limosa y arcilla son 4500 millones de TM (en cantera). 4.2.3. Muestra. • 70kg. De sedimento (código CCM – DMI 001). • 100kg. De arcilla (código CCM – DMI 002). • 200 kg. De arena limosa (código CCM – DMI 003). El tamaño de muestra fue seleccionada de acuerdo a la Norma ASTM D- 75 considerando su representatividad, tipo y cantidad de ensayos a realizar. 4.3. Métodos. 4.3.1. Técnicas de recolección y análisis de datos a. De recolección de datos. Para la recolección de información se han realizado las siguientes pruebas. • Norma ASTM D 75 Muestreo de Agregados. • Norma MTC E 101 -2000.Guía para muestreo de suelos y rocas. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 41 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Norma MTC E105-2000.Obtención en laboratorio de muestras representativas (cuarteo). • Norma ASTM C702. Práctica para reducción de muestras de agregados a tamaño de ensayo. b. De análisis de datos. Después de realizar todas las pruebas correspondientes se discutirá la información obtenida en función de las especificaciones técnicas adecuadas respecto al suelo de baja permeabilidad. 4.3.2. Procedimientos • Se realizará la toma de muestras de cada tipo de suelo a ensayar (sedimento, arena limosa, arcilla) en su lugar de origen según norma ASTM D75. • Reduciremos cada muestra a tamaño de ensayos según el método B de la norma ASTM C 702. • Iniciaremos los ensayos de laboratorio determinando el contenido de Humedad según norma ASTM D 2216 que se obtiene de una manera sencilla y sirve para determinar el contenido de humedad de un suelo; esto se expresa en términos de porcentaje. • El análisis granulométrico será determinado según Norma ASTM D 422, consiste en la separación del suelo para determinar el tamaño de sus partículas por una serie de tamices ordenados de mayor a menor abertura y luego lo expresaremos en dos maneras analíticamente o gráfica, analíticamente a través de tablas, calculando los porcentajes retenidos y los porcentajes que pasa por cada tamiz, y gráficamente mediante una curva granulométrica. • El Límite Líquido se establece mediante Norma ASTM D 4318, después de obtenida una muestra representativa se procederá a la utilización de la copa de Casagrande y aplicar el método A multipunto. • Para el Límite Plástico se calcula, solamente el contenido de humedad de la muestra de ensayo según norma ASTM D 2216, luego determinar el promedio de ambos y reportar. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 42 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • El ensayo de compactación abarcará los procedimientos de compactación usados en laboratorio para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados, se procede bajo ASTM D 698. • La Densidad de Campo por Densímetro Nuclear se procede bajo norma ASTM D 6938. Es un equipo electrónico de medición capaz de determinar rápidamente y con precisión el porcentaje de humedad y la densidad de suelos. • Para efectuar el ensayo de permeabilidad se utilizará el método de carga constante bajo especificaciones del manual de drenaje de la (USBR). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 43 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 5. PRODUCTO DE LA APLICACIÓN PROFESIONAL 5.1. Toma de Muestras (Norma ASTM D 75). El presente trabajo tiene como finalidad dar a conocer la calidad que debe tener cada suelo al ser analizado, ya que estos suelos son de suma importancia para nuestra investigación, gracias a los muestreos realizados hemos podido apreciar la granulometría, su contenido de humedad, límites de consistencia, gravedad específica, peso unitario, etc., de los suelos de las zonas de la cantera Alcaparrosa y de Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas para ello tomaremos en cuenta lo siguiente: • Desarrollar el correcto procedimiento para la extracción de la muestra representativa del suelo en cantera. • Conocer el procedimiento técnico para la correcta obtención de muestras representativas en laboratorio para cada ensayo. • Desarrollar criterios visuales para la evaluación de las características físicas de los suelos. • Obtener la cantidad de suelo que indica la Norma Internacional ASTM D-75 para las diferentes pruebas de laboratorio. • Dar a conocer la calidad de suelo que se extrae de dicha cantera. 5.1.1. Equipos y Materiales. - Suelos de cantera Alcaparrosa y de P.T.A.A. - Brocha. - Regla de madera. - Espátula. - Balanza de precisión. - Bolsa o saco. - Recipiente de metal. - Malla de 3” - Cucharón. - Pala 5.1.2. Procedimiento. Después de extraer el sedimento almacenado en P.T.A.A. y de cantera Alcaparrosa, procedemos a colocarlo en el piso en una plataforma plana, seguidamente pasamos a seleccionar el suelo con la malla de 3”, debido a que el suelo de la muestra N° 3 tenía partículas de roca mayor a 3” de diámetro. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 44 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Procedemos a expandirlo para que forme una ruma del suelo grueso, luego lo expandimos con una pala hasta darle una base circular de espesor uniforme, seguidamente usando la regla de madera procedemos a cuartear el suelo en cuatro partes iguales, para luego tomar las dos partes de la muestra representativa y las otras dos partes que no fueron seleccionadas las desechamos en un depósito, otra vez las dos partes seleccionadas como muestra representativa las mezclamos, luego formamos una ruma igual que la anterior, luego dividimos en cuatro partes por el método del cuarteo, sacamos la muestra representativa de dicho suelo y tomamos las dos partes seleccionadas y desechamos las otras dos partes en el depósito y así hasta reducir la muestra requerida cumpliendo con el peso mínimo que exige la norma según tabla 10 ASTM D75, según el tamaña máximo nominal del agregado o suelo, luego procedemos a transportar los suelos seleccionados para sus ensayos correspondientes en el laboratorio de mecánica de suelos de Minera La Zanja. Tabla 10. Tamaño de Muestras Tamaño Nominal Masa Mínima Aproximada Máximo de Agregados De Muestras de Campo Kg Agregados Finos 2.36mm 10 4.75mm 10 Agregados Gruesos 9.5mm 10 12.5mm 15 19.0mm 25 25.0mm 50 37.5mm 75 50mm 100 63mm 125 75mm 150 90mm 175 Fuente: Norma ASTM D 75. 5.2. Ensayos de Laboratorio. 5.2.1. Determinación de contenido de Humedad (Norma ASTM D2216). Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos se rigen, por la cantidad de agua que puede tener un suelo. El contenido Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 45 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que lo contiene, esto se expresa en términos de porcentaje. Para determinar el contenido de humedad se hace énfasis en los siguientes tipos de agua: • El agua libre o gravitacional es aquella que circula libremente y puede ser drenada por métodos mecánicos conocidos. • El agua higroscópica es aquella que aún se encuentra en un suelo secado al aire libre. • El agua capilar es aquella retenida por el efecto de la tensión superficial. Su drenaje sólo es posible por medios eléctricos. a) Equipos y Materiales. • Muestra de suelo. • Recipiente. • Balanza. • Reloj • Horno eléctrico b) Procedimiento. Después de realizar el cuarteo de la masa húmeda en un contenedor limpio y seco (y su tapa si es usada), el espécimen de ensayo es representativo de acuerdo a la norma ASTM D 2216. Se determina el peso del contenedor y suelo húmedo usando una balanza Especificada por la Norma mencionada de acuerdo al peso del espécimen. Registrar este valor, y se deja Secar el suelo hasta alcanzar una masa constante. Mantener el secado en el horno a 110 ± 5 °C. El tiempo requerido para obtener peso constante varió dependiendo del tipo de suelo, tamaño de espécimen, Luego que el suelo fue secado a peso constante, se removió el contenedor del horno. Se permitió el enfriamiento del suelo y del contenedor a temperatura ambiente hasta que se pudo coger cómodamente con las manos, y finalmente se determinó el peso del contenedor y el suelo secado al horno usando la misma balanza usada en registrar este valor, para finalmente determinar los cálculos expresada en porcentaje. c) Cálculo. Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula: Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 46 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. W = [ /   100   / × 100 (1) Dónde: W = Contenido de humedad en porcentaje, %.  = Peso del recipiente más suelo húmedo, g  = Peso del recipiente más el suelo seco del horno, g  = Peso del recipiente, g  = Peso del agua     , g, y  = Peso de muestra seco del horno     , g 5.2.2. Análisis Granulométrico por Tamizado (Norma ASTM D 422). En el presente informe se presentará el procedimiento y cálculos para análisis de granulométrico que fue realizado en nuestro laboratorio de mecánica de suelos. Para clasificarlo por el método S.U.C.S según Norma ASMT D 2487, para realizar se necesita el análisis granulométrico mecánico por tamizado que se trata de la separación del suelo para determinar el tamaño de sus partículas por una serie de tamices ordenados de mayor a menor abertura y luego lo expresamos en dos maneras analíticamente o gráfica, analíticamente a través de tablas, calculando los porcentajes retenidos y los porcentajes que pasa por cada tamiz, y gráficamente mediante una curva granulométrica. El objetivo es determinar los porcentajes de los suelos ensayados para comparar con el huso granulométrico de las especificaciones técnicas del proyecto y determinar si cumple como un suelo de baja permeabilidad. a) Equipos y Materiales. • Suelos de cantera Alcaparrosa y de P.T.A.A. • Brocha. • Regla de madera. • Espátula. • Balanza de precisión. • Bolsa o saco. • Recipiente de metal. • Cucharón • Cepillo • Malla de 3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, N°4, N°10, N°20, N°40, N°60,N°100, N°200. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 47 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. b) Procedimiento. Antes de realizar el ensayo de análisis granulométrico, primero se hizo el cuarteo correspondiente según el método de acuerdo al tamaño de partículas como indica la norma ASTM D75, y que fue mencionado en el párrafo anterior líneas arriba (toma de muestras), para el análisis granulométrico por tamizado en esta oportunidad se dividió en dos partes, la primera retenida en el tamiz N°4 y la otra parte que pasa dicho tamiz, ambas fracciones se ensayaran por separado. La cantidad de suelos se realizó teniendo en cuenta la tabla 10 especificada por la Norma ASTM D 422. Tabla 11. Toma de Muestras Diámetro nominal de Masa mínima partículas grandes aproximada (mm) g 3/8 (9.5) 500 3/4 (19.0) 1000 1 (25.4) 2000 1 ½ (38.1) 3000 2 (50.8) 4000 3 (76.2) 5000 Fuente: Norma ASTM D 422 Para el suelo retenido en el tamiz N°4, se utilizaron los siguientes tamices: 3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, N°4. Los tamices se colocaron en orden de menor a mayor en forma ascendente luego se echó el suelo seleccionado a los tamices y empieza a agitarse de un lado para el otro por un periódo suficiente, de tal manera que al final no más del 1% de la masa del residuo sobre uno de los tamices debe pasar en un tiempo de un minuto de tamizado. El suelo que pasa por el tamiz N°4, se utilizaron los siguientes tamices: N°10, N°20, N°40, N°60, N°100, N°200. De igual forma que en el caso anterior se colocaron los tamices procediendo al tamizado correcto, pero antes del total de suelo que pasa por el tamiz N°4 se extrajo una fracción de suelo mediante cuarteo obteniendo la cantidad especificada según norma ASTM D422 y luego se procedió a lavarlo por el tamiz N° 200 quedando solo la arena que se retiene en Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 48 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. el tamiz N° 200, obviamente el total de suelo que pasó por el tamiz N° 200, viene a ser la cantidad de arcilla y limo. c) Cálculo. Se calcula los pesos retenidos o parciales de cada tamiz, también los pesos acumulados, se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz con la siguiente expresión: !"#$ %&'(')%*$ +","-.*$ "- &%*% ,%(./ %Retenido = 0123 43456  788 Se calcula el porcentaje que pasa restando en forma acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz. % Pasa = 100 - % Ret. Acumulado 5.2.3. Límite de consistencia (Norma ASTM D 4318). Los límites de Atterberg, o límites de consistencia, sirven para cuantificar la plasticidad de un suelo y se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Estos límites, establecidos por Atterberg en 1911, miden la plasticidad del suelo a través de las humedades que separan los tres estados (sólido, plástico y viscoso), o lo que es lo mismo, las humedades necesarias para que un suelo alcance los estados límite sólido y viscoso. Los límites propuestos por Atterberg son: Límite líquido (LL), límite plástico (LP), límite de contracción (LC), límite de cohesión y límite de pegajosidad. Tabla 12. Límites de consistencia Fuente: Juárez, 2012. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 49 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. En este informe se realizaron dos ensayos en el laboratorio LL y LP, para determinar el porcentaje de Índice de Plasticidad (IP), que es fundamental para la clasificación de suelos: 5.2.3.1. Limite Líquido (LL). Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un suelo plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el límite de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso. Se encuentra en la frontera entre el límite plástico y líquido. El límite líquido es el contenido de humedad al cual una masa de suelo húmedo colocada en un recipiente en forma de cápsula de bronce, separada en dos por la acción de una herramienta para hacer una ranura y dejarla caer desde una altura de 1 cm, sufra después de dejarla caer 25 veces una falla o cierre de la ranura en una longitud de 12.7 mm. El límite líquido puede estar afectado por el tipo de suelos y otros factores adicionales. Para intentar reducir variaciones en el ensayo, se han desarrollado herramientas patrón para hacer la ranura. Una de las herramientas para realizar la ranura es la propuesta por la ASTM; la otra herramienta patrón fue desarrollada por Casagrande (1932), y tiene la ventaja de permitir un mejor control de la profundidad de la pasta de suelos en la cazuela. La herramienta de la ASTM es mejor para suelos con bajo límite líquido. Para controlar la velocidad de golpeado del recipiente, se debe rotar la manivela a una velocidad aproximada de 120 rpm o sea una tasa de 120 golpes por minuto. En la práctica es difícil mezclar el suelo de manera tal que el cierre ocurra exactamente a 25 golpes, pero Casagrande encontró que graficando los valores del contenido de agua de las pruebas que se acercaran al número de golpes contra el logaritmo del número de golpes se obtenía una línea recta llamada curva de flujo. Donde la curva de flujo atraviesa los 25 golpes, este contenido de agua se denomina límite líquido. La ecuación de la curva de flujo es: LL = W 9/25<. > ó LL = kW Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 50 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Donde, N: Número de golpes que causan el cierre de la ranura para el contenido de humedad. W: Contenido de humedad del suelo para N golpes. k: Factor dado en la tabla 12. Tabla 13. Factor para obtener el límite líquido de un contenido de humedad y un número de golpes que causan el cierre de la ranura. N K (Número de golpes) (Factor para el límite líquido) 20 0,973 21 0,979 22 0,985 23 0,990 24 0,995 25 1,000 26 1,005 27 1,009 28 1,014 29 1,018 30 1,022 Fuente: Norma ASTM D4318. a) Equipos y Materiales. • Copa Casagrande • Ranurador de plástico o metal • Espátula • Recipientes para contenido de humedad. • Balanza con sensibilidad 0.1 g. • Pipeta. b) Procedimiento. En el laboratorio de mecánica de suelos de MLZ, fue realizado este ensayo por el método “A” multipunto Según Norma ASTM D 4318, pulverizando una cantidad suficiente de suelo secado al aire (de una muestra de 5 kg puesta al aire la semana anterior a la ejecución del ensayo), para obtener Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 51 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. una muestra representativa del suelo que pasa a través del tamiz No. 40 de alrededor de 250 +/- 10 g. También se Verificó que la altura de la máquina copa Casagrande del límite líquido que va a utilizar sea exactamente de 1 cm +/- (0.1 mm). Para luego colocar los 250 gr de suelo en un recipiente de porcelana, añadiendo una pequeña cantidad de agua y mezclando cuidadosamente el suelo hasta obtener un color uniforme. Remover la cazuela del aparato de límite líquido y colocar dentro de la cazuela una pequeña cantidad de suelo hasta la profundidad adecuada para el trabajo de la herramienta, ranurador plástico que fue utilizada, se continua con el ensayo emparejando la superficie de la pasta de suelo con una espátula y mediante el uso de la herramienta ranurador, se cortó una ranura clara, recta, que separe la masa de suelo en dos pates. Después de hacer la ranura, se retornó rápidamente la cazuela a su sitio del aparato y hacer el conteo de golpes. Por la experiencia del personal técnico se acostumbra como una buena práctica de precisión trabajar alrededor de dos golpes de 15, 25, 35. Continuando con el ensayo, se procede a tomar una muestra para medir el contenido de humedad y colocarla en un recipiente para humedad cuyo peso se determinó con anterioridad, se repitió la secuencia para dos ensayos adicionales con número de golpes entre 20 y 25 y entre 15 y 20, respectivamente para un total de tres determinaciones en el ensayo. Pesar las tres muestras de humedad obtenidas en los diferentes ensayos, y se colocó los recipientes en el horno a 110 °C para que se seque durante la noche. c) Cálculo. Se calcula primero el contenido de humedad de la muestra según norma ASTM D 2216, ya mencionada anteriormente en este informe, luego en una hoja semilogaritmica se procede a colocar los puntos que intersectan de los tres ensayos realizados: porcentaje de contenido de humedad VS número de golpes, estos tres puntos se une y forman la famosa curva de flujo del suelo, luego promedia para una línea recta e intersectar el punto a 25 golpes como se indica en la figura del ejemplo que nos da la Norma ASTM D 4318-10. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 52 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Tabla 14. Curva De Flujo Fuente: Norma ASTM 4318 También se puede calcular con la fórmula que nos da la norma mencionada cuando el ensayo es por el método “B” un punto. <. > ?  @? . AB>C o ?  D.@> Donde, N: Número de golpes que causan el cierre de la ranura para el contenido de humedad. W: Contenido de humedad del suelo para N golpes. k: Factor dado en la tabla 13 5.2.3.2. Límite Plástico (LP). Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como suelo no plástico. Es la frontera convencional entre los estados semisólido y plástico. El límite plástico se define además, como el contenido de humedad del suelo al cual un cilindro se rompe o se resquebraja, cuando se enrolla a un diámetro de aproximadamente 3 mm. Esta prueba es bastante más subjetiva (depende del operador) que el ensayo de límite líquido pues la definición del resquebrajamiento del cilindro de suelo así como del diámetro de 3 mm están sujetas a la interpretación del operador. Con la práctica, se encuentra que los valores Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 53 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. del límite plástico pueden reproducirse sobre el mismo suelo por parte de diferentes laboratoristas dentro de un rango del 1 al 3%. Los límites líquidos y plásticos han sido ampliamente utilizados en todas las regiones del mundo, principalmente como objetivos de identificación y clasificación de suelos. El límite de contracción ha sido útil en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre su estado seco y su estado húmedo. El problema de potencial de volumen puede muy a menudo ser detectado de los resultados en los ensayos de límite líquido y límite plástico .El límite plástico en ocasiones puede utilizarse para estimar asentamientos. La capacidad de un suelo de absorber agua sin perder su cohesión o pasar del estado semi-fluido queda expresada por la diferencia de los límites líquidos y plástico, y recibe el nombre de índice de plasticidad (IP). a) Equipos y Materiales. • Placa de vidrio • Recipientes para contenido de humedad. • Balanza con sensibilidad 0.1 g. b) Procedimiento. Según la norma ASTM D 4318, se inicia el ensayo con la muestra de 20 a 30 g de suelo que se había separado con anterioridad durante la preparación de la muestra para límite líquido, luego se procedió a enrollar el suelo con la mano extendida sobre la placa de vidrio colocado a su vez sobre una superficie lisa, con una presión suficiente para moldearlo en forma de cilindro o hilo de diámetro uniforme por la acción de unos 80 a 90 golpes o movimiento de mano por minuto, cuando el diámetro del hilo o cilindro de suelo llegue a 3 mm (1/8 pulg) y sufra un agrietamiento o rotura en pequeños pedazos llegando a si a alcanzar al límite plástico, esta secuencia se repitió el número de veces que se fue requerido para producir suficientes pedazos de cilindro que permitan llenar un recipiente mínimo de 6 gramos , luego se pesó el suelo en estado húmedo más el recipiente cubierto, para registrarlo en el formato de ensayo, y colocarlo dentro del horno. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 54 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. c) Cálculo. Se calcula solamente el contenido de humedad de la muestra de ensayo según norma ASTM D 2216, ya mencionada anteriormente en este informe, luego determinar el promedio de ambos y reportar. Determinación del Índice de Plasticidad IP: I.P.= L.L. – L.P. Dónde: I.P. = Índice de Plasticidad L.L. = Límite Líquido L.P. =Límite Plástico L.L. y L.P.= Son números enteros. 5.2.4 Proctor Estándar (Norma ASTM D 698). Proctor estudió la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial del agua en el suelo, encontrando que tal valor era de vital importancia en la compactación lograda. En efecto observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían más altos pesos específicos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones del suelo, pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones. Proctor puso de manifiesto que para un suelo dado y usando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial llamada "óptima", que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este ensayo. Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 4 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de diámetro con un pisón de 5,5 lbf(24,4 N) que cae de una altura de 12 pulgadas (305 mm), produciendo un Energía de compactación de12 400 lb-pie/pie3 (600 kN-m/m3). Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% ó menos en peso de sus partículas retenidas en el tamiz de 3/4” pulg (19.0 mm). Nota 1: Para relaciones entre Pesos Unitarios y contenido de humedad de suelos con 30% ó menos en peso de suelo retenido en la malla 3/4" (19.0 mm) a Pesos Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 55 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Unitarios y contenido de humedad de la fracción pasante la malla de 3/4"(19.0 mm), ver ensayo ASTM D 4718 (“Método de ensayo para corrección del Peso Unitario y Contenido de Agua en suelos que contienen partículas sobredimensionadas”). Se proporciona 3 métodos alternativos. El método usado en estos ensayos fueron método “A” y método “B”, detallamos ciertos requisitos para cada método que nos indica la norma ASTM D 698, METODO "A". • Molde.- 4 pulg. de diámetro (101,6mm) • Suelo.- Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm). • Capas.- Tres. • Golpes por capa.- 25. • Uso.- Cuando el 25% ó menos del peso del suelo es retenido en tamiz Nº 4 (4,75 mm). METODO "B" • Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de diámetro. • Suelos.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). • Capas.- Tres. • Golpes por capa.- 25. • Usos.- Cuando más del 25% del peso del suelo es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75mm) y 25% ó menos de peso del suelo es retenido en el tamiz 3/8 pulg (9,5 mm). • Otros Usos: Si el método no es especificado, y los suelos entran en los requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método C. METODO "C" • Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro. • Suelos.- Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm). • Capas.- Tres. • Golpes por Capa.- 56. • Uso.- Cuando más del 25% en peso del suelo se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg (19,0 mm). • El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos A o B. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 56 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Nota 2: Los resultados tienden a variar ligeramente cuando el suelo es ensayado con el mismo esfuerzo de compactación en moldes de diferentes tamaños. Si el espécimen de prueba contiene más de 5% en peso de fracción sobredimensionada (fracción gruesa) y el suelo no será incluido en la prueba se deben hacer correcciones al Peso. a) Equipos y Materiales. • Muestra de suelo. • Cilindro de compactación. • Espátula (enrrasador). • Balanza de sensibilidad de 0.01 gr. • Recipiente de agua. • Pistón o martillo. • Recipientes adecuados para la determinación de la humedad. • Horno Con temperatura regulable y circulación de aire. b) Procedimiento. En un primer paso para la ejecución del ensayo procedimos a pesar 2500 grs de muestra, para luego introducir esta muestra en un balde de bandeja de metal donde en el cual mezclamos con un contenido de humedad del cercano al óptimo. Después de mezclado por completo el suelo con la cantidad de agua requerida, tomamos el cilindro de compactación el cual presentaba un peso según el suelo ensayado y un volumen de 940.5 cm3 para todos los ensayos que fueron realizados , y luego se introdujo el suelo en cierto cilindro, y compactamos sobre toda la superficie con 25 golpes con el pisón de 2.49 kg de peso, repetimos este procedimiento dos veces más, es decir, compactamos 3 capas cada una con 25 golpes y enrasamos para luego pesar y anotar en un formato de ensayo. Terminado el proceso de compactación, tomamos una muestra con una espátula del interior del cilindro en la parte central y en la parte inferior, la depositamos en un recipiente metálico de referencia con su número, se introdujo al horno ya previamente pesado, donde se secó por completo y se pesó ese recipiente para así poder calcular el contenido de agua o humedad, y el peso de los sólidos para determinar el respectivo contenido de humedad en porcentaje. Este mismo procedimiento se realizó Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 57 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. para los ensayos siguientes dependiendo el suelo, el primer ensayo se hizo 5 puntos para formar la curva de compactación, el según y tercer ensayo solo fue necesario 4 puntos. c) Cálculo. Se obtienen los cálculos del registro de la siguiente forma: Peso volumétrico húmedo: E  FG Donde, • (ym) : Peso volumétrico húmedo en kg/m3; • (Wm) : Peso del suelo húmedo (Peso del molde + suelo húmedo) – (Peso del molde). • V : Volumen del molde Contenido de agua H: I  F F  100 Dónde: • (Ww) :Peso del agua (Peso de cápsula + suelo húmedo) – (Peso de cápsula + suelo seco) • (Ws) :Peso del suelo seco (Peso de cápsula + suelo seco) – (Peso de cápsula) Pesos volumétricos secos JK: LM  E 1 N I100 Se grafican los 2 últimos renglones del registro, de la siguiente forma: en el eje de las abscisas se indican los contenidos de agua (ω) en % y en el eje de Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 58 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. las ordenadas los pesos volumétricos secos (dγ). En el punto más alto de la parábola, con la horizontal se obtiene el peso volumétrico seco máximo (dmáxγ) y con la vertical se obtiene la humedad óptima (ω.ópt). 5.2.5 Peso Específico y absorción del Agregado Grueso (Norma ASTM C127). Para los ensayos que se realizaron en el laboratorio de mecánica de suelos en MLZ fue desarrollado por la norma ASTM C127. Esta norma describe el procedimiento para poder determinar la gravedad específica y absorción de agregado grueso. Este método de ensayo cubre la determinación de la densidad media de una cantidad de partículas de agregado grueso (sin incluir el volumen de vacíos entre las partículas), la densidad relativa (gravedad específica), y la absorción de los áridos gruesos. Dependiendo del procedimiento utilizado, la densidad se expresa como el horno de secado (S), saturada superficie seca (SSS), o como la densidad aparente. Del mismo modo, la densidad relativa (gravedad específica), una cantidad sin dimensiones, se expresa como S, SSS, o como densidad relativa aparente (densidad aparente). La densidad de diámetro externo y densidad relativa de S se determinó después de secar el agregado. La densidad de SSS, SSS de densidad relativa y absorción son determinadas después de remojar el agregado de agua para una duración prescrita. Este método de prueba se utiliza para determinar la densidad de la parte esencialmente sólida de un gran número de partículas de agregado y provee un valor medio que representa la muestra. Este método de ensayo no está diseñado para ser utilizado con agregados livianos. Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como el estándar para la realización de los ensayos. Los resultados de las pruebas de densidad, se informó en unidades gr/cm3, según corresponda a la que se haga uso de los resultados. a) Equipos y Materiales. • Muestra de grava. • Balanza 0.1% de sensibilidad. • Horno. • Toalla absorbente de papel. • Canastilla de suspensión. • Molde. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 59 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. • Tamices. b) Procedimiento. En el laboratorio de mecánica de suelos de MLZ, se realizó de la siguiente manera cumpliendo con la Norma ASTM C 127: La muestra se lava inicialmente con agua hasta eliminar completamente el polvo u otras sustancias extrañas adheridas a la superficie de las partículas; se seca a continuación en una estufa a 110°±5 °C y se enfría al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. Una vez fría se pesa, repitiendo el secado hasta lograr peso constante, y se sumerge en agua, también a temperatura ambiente, durante 24±4 horas. Después del período de inmersión, se saca la muestra del agua y se secan las partículas rodándolas sobre una toalla de papel absorbente de gran tamaño, hasta que se elimine el agua superficial visible, secando individualmente los fragmentos mayores. Se tomaron las precauciones necesarias para evitar cualquier evaporación de la superficie de los agregados. A continuación, se determinó el peso de la muestra en el estado saturado con superficie seca (S.S.S.). Estas y todas las pesadas subsiguientes se realizaron con una aproximación de 0.1 g, a continuación, se colocó la muestra en el interior de la canastilla metálica y se determinó su peso sumergido en el agua, a la temperatura entre 21° y 25 °C. Se tomaron las precauciones necesarias para evitar la inclusión de aire en la muestra sumergida, agitando convenientemente. La canastilla y la muestra deberán quedar completamente sumergidas durante la pesada y el hilo de suspensión será lo más delgado posible para que su inmersión no afecte a las pesadas. Se seca entonces la muestra en horno a 110°±5°C, se enfría al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su peso seco hasta peso constante. c) Cálculo. • A = Peso en el aire de la muestra seca en gramos. • B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en gramos. • C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada, en gramos. Se calculan los pesos específicos aparente, saturado con superficie seca y nominal así como la absorción, por medio de las siguientes expresiones: Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 60 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - Peso Específico de Masa (Bulk Specific Gravity _ Bulk sp gr) = A / (B – C). - Peso Específico de Masa (SSS) (Saturated-Surface-Dry) = B / (B – C). - Peso específico Aparente (Apparent Specific Gravity) = A / (A – C). - Absorción, % = 100 x (B – A) / A. Nota S.S.S. = Saturado con Superficie Seca. 5.3. Ensayos de Campo. 5.3.1 Densidad de Campo por el Método Densímetro Nuclear (Norma ASTM D 6938). El densímetro nuclear es un equipo electrónico de medición capaz de determinar rápidamente y con precisión el porcentaje de humedad y la densidad de suelos o agregados y asfalto, directamente en el sitio, sin tener que recurrir al laboratorio, lo que conllevaría a mayor tiempo de espera, que en la mayoría de los casos no se cuenta, por la celeridad de las obras. a) Funcionamiento. La determinación de la densidad total o densidad húmeda a través de este método, está basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al suelo a medir. Como el número de electrones presente por unidad de volumen de suelo es proporcional a la densidad de éste, es posible correlacionar el número relativo de rayos gamma dispersos con el número de rayos detectados por unidad de tiempo, el cual es inversamente proporcional a la densidad húmeda del suelo. La lectura de la intensidad de la radiación es convertida a medida de densidad húmeda por medio de una curva de calibración apropiada del equipo. Para la elaboración de este informe se utilizó un densímetro nuclear el cual cumple con las siguientes características: b) Características Generales. - Nombre : Densímetro Nuclear. - Modelo : Troxler, Troxler Electrónica. - Serie No : 3440 Plus. - Color : Amarillo con gris. - Medidas de densidad y humedad : kg/m3 o g/cm3 y porcentaje. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 61 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - Valor aproximado : Q.100, 000.00 ≈ $8, 000.00. - Peso aproximado : 13,2 kilogramos ≈ 29 libras. - Funcionamiento : Baterías recargables NICAD. - Tiempo de Calibración : 240 segundos ≈ 4 minutos. - Indexado automatizado : Elimina la fuente de error humano en la programación de la profundidad del ensayo. Determina automáticamente la profundidad de la medición. - Funciones especiales (30) Por ejemplo : Auto verificación y programas de servicio; selección de precisión. - Funciones especiales (30) Por ejemplo : Auto verificación y programas de servicio; selección de precisión. c) Especificaciones Técnicas.  Especificaciones de Calibración - Exactitud para estándares de densidad : (%) +/- 0.2. - Exactitud para estándares de humedad : (%) +/- 2.0. - Rango de calibración Densidad : 70 a170 pcf (1000 a 2700 kg/m3). - Humedad: 0 a 40 pcf (0 a640 kg.m3).  Especificaciones Radiológicas - Fuente gamma: 8 mCi +/- 10 % Cs-137. - Fuente de neutrones: 60 μCi +/- 10 % Cf-252 o 40 mCi +/- 10 % Am-241: Be. - Cubierta de fuente: Encapsulado en acero inoxidable. - Aislamiento de fuente: Tungsteno, plomo y cadmio. - Dosis en superficie: 20.5 mrem / h máximo, neutrones y partículas gamma. - Suelo de barra de penetración: Acero inoxidable. - Baúl de transporte: DOT 7A, Tipo A. - Especificaciones de comunicación: Puerto serial tipo RS-232.  Especificaciones Eléctricas - Exactitud de tiempo y estabilidad: +/- 0.005 %, +/- 0.0002 % /°C. - Estabilidad de la fuente de energía: +/- 0.01 % / °C. - Almacenaje de energía: 30 Watt-horas. - Tiempo de recarga de batería: 14 a 16 horas (corte automático). - Cargador 110 / 220 VAC, 50-60 Hz, o 12-114 VDC. - Pantalla de despliegue de datos: 4 x 16, alfa numérica de cristal Líquido.  Especificaciones Mecánicas Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 62 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - Baúl de transporte: Plástico para alto impacto; 29.5 de largo, 14 de ancho, 17 de alto. - Prueba de vibración: 0.1 in (2.5 mm) a 12.5 Hz. - Prueba de caída: 300 mm con esfera de acero de25 mm de diámetro. - Temperatura de operación Ambiente: 14 a158°F (-10 a70°C). - Superficie: 350°F (175°C). - Temperatura de almacenamiento: -70 a185°F (-55 a85°C). - Tamaño del dispositivo: 14.8 x 9.1 x 7.2 in. d) Procedimiento. Este método de ensayo describe los procedimientos para la medición en el lugar donde la densidad y la humedad del suelo y el suelo - agregado por el uso de equipos nucleares. La densidad del suelo puede ser medido por transmisión directa, o por retrodispersión. Medidas para el contenido de agua (humedad) que se toman en la superficie en el modo de retro dispersión independientemente del modo que se utiliza para la densidad. En este informe está orientado específicamente al método de transmisión directa que fue realizado en campo. En el modo de Transmisión Directa, la varilla con la fuente de Cesio-173 se introduce en el terreno hasta la profundidad deseada. Los detectores en la base de la sonda cuantifican la radiación emitida por la varilla con la fuente. Para llegar a los detectores, los fotones gamma deben primero pasar a través del suelo, donde chocan con los electrones ahí presentes. Una alta densidad del suelo supone un alto número de choques correspondientes, lo que reduce el número de fotones que llegan a los detectores, es decir, mientras menor sea de Número de Fotones que alcancen a los detectores, mayor será la Densidad del suelo. Operación del Densímetro: El teclado del equipo tiene 10 teclas, 8 que corresponden a funciones y las teclas y . La sonda dispone de un “beeper”, que suena cada vez que se registra una tecla presionada. Siempre que no se produzca dichos sonido, significa que la máquina no registró la tecla presionada y, por lo tanto, se debe presionar otra vez. Las teclas y se usan para responder preguntas específicas que se ven en la pantalla, y para activar y desactivar la sonda. Las flechas hacia arriba y hacia abajo permiten el desplazamiento por las listas de funciones visualizadas en la pantalla. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 63 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Activación del Densímetro: La sonda utiliza baterías recargables de Níquel- Cadmio como fuente de alimentación. Cuando se activa la sonda, la pantalla del panel de control visualiza varios caracteres de prueba, y luego pasa inmediatamente al proceso de auto prueba. Para activar la sonda, presionar la tecla . La prueba en la “LCD” (pantalla de cristal líquido) Una vez completada la auto prueba, la cual dura 300 segundos, el instrumento pasa a modo Preparado. En este estado se puede acceder a cualquiera de las funciones de la sonda. La pantalla para el modo Preparado muestra: La primera línea en la pantalla indica el tiempo de conteo actual. La segunda línea indica la profundidad seleccionada para la varilla con la fuente. Densímetro, un instrumento portátil que contiene todos los módulos electrónicos, conjuntos de baterías recargables, detectores y fuentes radiactivas; bloque de Referencia, proporciona un suelo que sirve de referencia constante, que sirve para efectuar los ajustes en la sonda, los cuales son necesarios para compensar la desintegración progresiva de la fuente, Placa para Alisado/Guía de la Varilla de Perforación, se utiliza para preparar el terreno de emplazamiento, o la porción de suelo sobre la cual se va a colocar el equipo, y para guiar la varilla al hacer la perforación. Varilla de Perforación, se utiliza para preparar un orificio cuando se va efectuar una medición de Transmisión Directa. Cargadores/Adaptadores, uno para CC (12 VCC) y otro para CA (115/230 VCA 50/60 Hz). Caja de Transporte. Extractor. TÉCNICA DEL ENSAYO. Preparación del Terreno de Emplazamiento Colocación del Densímetro; puesto que las condiciones de la superficie del suelo pueden afectar mucho a la precisión de la medición, es importante localizar un lugar plano, sin agujeros grandes, grietas o restos de cualquier índole. Allanar la superficie del suelo moviendo hacia delante y hacia atrás la placa para respaldo, retirar dicha placa y rellenar todos los agujeros y desigualdades con arena fina, aplanándolos para que sean bien nivelados. Colocar la placa para respaldo de nuevo en el mismo lugar, y presionar hasta conseguir que la superficie esté plana. En el caso de las mediciones de Transmisión Directa, colocar la varilla de tal manera que pase por la herramienta de perforación y luego por una de las guías de la placa. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 64 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Protegerse con el equipo de Seguridad necesario. Sujetar la placa con el pie y golpear con un martillo el extremo de la varilla de perforación, hasta que esta alcance una profundidad que sea, por lo menos, 50 mm (2 pulg.) que la profundidad necesaria para la medición, para que se coloque el instrumento con la precisión máxima, marque en el suelo el contorno de la placa de respaldo/guía, antes de retirar la varilla de perforación. Retirar la varilla de perforación en línea recta y hacia arriba, y al mismo tiempo, girando hacia los lados, la herramienta de extracción, con cuidado, levantar la placa para respaldo y colocar la sonda sobre la misma superficie. Insertar la varilla con la fuente en el orificio creado por la varilla de perforación. Introducir la varilla con la fuente en el orificio. Liberar entonces el disparador y bloquear la varilla con la fuente en la posición correcta. La indicación de que se ha logrado esta posición es un “click” producido por el elemento de fijación. La sonda debe mantenerse estable y firme. Si no es posible lograr estas condiciones, se debe buscar otro emplazamiento. En el caso de hacer una medición alrededor de un testigo, se puede mover la sonda hasta estar a unas pulgadas del testigo, para que quede firme. Medición de los Parámetros de Densidad Proctor: Colocar la sonda sobre el emplazamiento. Liberar el mango y empujarlo hacia abajo hasta alcanzar la posición correcta. Verificar que la clavija se enganche con la señal en la varilla indicadora. Presionar Una vez expirado el tiempo de conteo, la pantalla mostrará: Densidad Húmeda: Densidad Seca y Porcentaje % de Proctor, Humedad y % de Humedad, Volumen de Vacíos y Relación de Vacíos. f) Cálculos. QRST O P U V <<  100 Donde, • O = Peso unitario seco, Kg/m³ (lb/pie³). • Ohum = Peso unitario húmedo, Kg/m³ (lb/pie³). • W = Porcentaje de humedad en la muestra. Calcúlese la humedad, W, en porcentaje en peso del suelo seco en la Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 65 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Siguiente forma: @  FF × 100 Donde, • Wm: Peso de agua en el suelo en Kg/m³ (lb/pie³). • Wd: Peso unitario seco del suelo en Kg/m³ (lb/pie³). 5.3.2 Permeabilidad del Suelo Carga Constante (Manual de Drenaje USBR). 5.3.2.1 Permeabilidad o Conductividad Hidráulica. Es la propiedad de un suelo que permite el paso del agua a través de él, bajo la aplicación de una presión hidrostática, esto implica una posibilidad de recorrido y exige la existencia de vacíos o huecos continuos. El agua ejerce una presión sobre el suelo poroso a través del cual circula, esta presión se conoce como presión de filtración, esto es como un roce que produce el agua con las paredes de los granos o componentes sólidos del suelo que conforman los canalillos por los que el agua se mueve. En esos casos el escurrimiento o filtración, o sea, el movimiento de las partículas fluidas, se produce a lo largo de caminos muy ajustados a curvas llamadas líneas de corriente o líneas de filtración invariables en el transcurso del tiempo. 5.3.2.2 Coeficiente de Permeabilidad. Es la velocidad del agua a través del suelo, cuando está sujeta a un gradiente hidráulico unitario. En el valor “K” se reflejan propiedades físicas de los suelos e indica con cuanta facilidad fluye el agua a través del suelo, Su significado real puede ser difícil de entender y por tanto muchos malos entendidos pueden existir respecto a lo que es un suelo “permeable”, lo que es un “buen suelo de drenaje” ó lo que es un suelo “impermeable”: Ley De Darcy y Coeficiente De Permeabilidad. El flujo de agua a través de medios porosos, está gobernada por una Ley descubierta experimentalmente por Henri Darcy en 1856. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 66 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. 5.3.2.3 Métodos para Medir el Coeficiente de Permeabilidad del Suelo. El coeficiente de permeabilidad de un suelo es un dato cuya determinación correcta es importante para nuestro estudio de investigación, como suelo de baja permeabilidad que cumpla con las especificaciones técnicas del proyecto. Hay varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de suelos: • Directos - Permeámetro de carga constante. - Permeámetro de carga variable. - Prueba Directa In situ, Que es realizado el ensayo para este informe. • Indirectos - Cálculo mediante la curva granulométrica. - Cálculo mediante la prueba de consolidación. - Cálculo con la prueba Horizontal de capilaridad. a) Equipos y Materiales. - Suelos de cantera Alcaparrosa y de P.T.A.A. - Anillo Plástico Resistente - Cronómetro - Medidor de Agua - Escalímetro - Regla de medida - Espátula. - Barreta - Pala b) Procedimiento. Este ensayo fue realizado por el método de carga constante, como ya se mencionó anteriormente en este informe. Según el manual de drenaje, segunda impresión año 1984, de La Oficina de los Estados Unidos de Reclamación (USBR), que es una agencia federal bajo el departamento interior de los estados unidos, como referencia a este manual se acostumbra a realizar como buena práctica los ensayos de permeabilidad in situ según los suelos. Se inicia con la perforación hasta alcanzar el estrato en el cual se realizará el ensayo, es necesario que la perforación penetre en el estrato al menos cinco veces el diámetro, a continuación se introduce un anillo plástico resistente hasta el fondo Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 67 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. de la perforación. Ahora ya está listo para medir el ingreso del agua al interior de la perforación con el medidor calibrado, al infiltrar primero para que el suelo este totalmente saturado, luego realizar las lecturas correspondientes con el escalímetro conforme va descendiendo cada 12 horas. Las lecturas fueron registradas en un formato de ensayo. Nota: Se indica que para obtener un resultado satisfactorio, el suelo colocado en el área de prueba fue compactado mayor al 95% como indica las especificaciones técnicas antes de realizar el ensayo. c) Cálculo. Z   [ \ ] ^ Donde, k = Conductividad Hidráulica (cm / seg). a = diámetro de hueco circular (cm) . Q = caudal (litros/min). D = profundidad del nivel de agua mantenida en la prueba (cm). Co = coeficiente de conductividad (tabulado del cuadro). Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 68 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 6. RESULTADOS 6.1. Resumen de Ensayos Realizados 6.1.1 En Laboratorio Tabla 15. Resumen de Ensayos Realizados en Laboratorio. Análisis Límites de Proctor Coordenadas (UTM) Laboratorio Granulométrico Consistencia Estándar Código de (%) Ubicación Muestra DMS COH Norte Este Campo LL LP IP (gr/cm3) (%) P.T.A.A 732659.2 9245192.2 MLZ CCM.DMI-001 0 1.4 99 72 63 9 126.4 - MH - - C.Alcaparrosa 733670.07 9245008.32 MLZ CCM.DMI-002 27.2 21 52 52 30 22 38.5 2.227 MH 1.644 21.1 C.Alcaparrosa 733860.75 9248520.95 MLZ CCM.DMI-003 16.9 44 39 29 25 4 23.9 1.979 SM 1.604 20.1 Laboratorio 732659.2 9245192.2 MLZ CCM.DMI-004 21.9 33 45 62 39 23 34.4 1.97 SM 1.406 32.1 DMI CCM.DMI-P-733803.44 9245280.64 MLZ - - - - - - - - - - - 001 Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 69 G r a v a A r e n a F i n o s C o n t e n i d o d e H u m e d a d ( % ) P e s o E s p e c í f i c o ( g r / c m 3 ) C l a s i f i c a c i ó n S U C S APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. 6.1.2 En Campo a) Densímetro Nuclear Tabla 16. Densidades – Densímetro Nuclear. Coordenadas (UTM) Laboratorio Código Densidad Contenido Grado de Compactación Especificación Ubicación de De Muestra Seca Humedad Compactación (%) Técnica Norte Este Campo DMI 7338000 9245281.8 MLZ CCM.DN-001 1.391 34.10 98.90 95 cumple DMI 733805.16 9245280 MLZ CCM.DN- 002 1.351 34.00 96.10 95 cumple Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 70 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. b) Ensayo de Permeabilidad Carga Constante. Tabla 17. Ensayo de Permeabilidad – Carga Constante Coordenadas (UTM) Código % pasa Permeabilidad Ubicac. de Norte Este Tamiz muestra K(m/s) N°200 DMI 733803.44 9245280.6 CCM-DMI-P-001001 45.3 7.80 E-06 Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. 6.2. Especificaciones Técnicas. A continuación se detallan las especificaciones técnicas dadas en el informe realizado por la empresa Khight Piesold (2014). Tabla 18. Especificaciones Técnicas. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Límite de Límites Gradación de Coef. De % Ens. De Mínimo Rango C. Material Consist Permeab Compact. % que pasa en. Laborat. de Humedad compact. Tamiz Rango IP cm/seg Suelo de 2" 100 baja 3/8 " 65 - 85 menos 2 >15 <1×10¯6 ASTM D698 95 permeabili Nª 4 60 - 80 más 3 dad Nª 200 25 - 55 Fuente: Knight Piésold, 2014. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 71 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CAPÍTULO 7. DISCUSION 7.1 Análisis de Resultados 7.1.1. Resultados de las muestras La muestra CCM-DMI-001: Procedente de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas, que es la esencia de esta investigación para su aprovechamiento como un suelo de baja permeabilidad, es un suelo muy fino que pasa el 98.6% por la malla N° 200, siendo un limo de alta plasticidad y en conclusión no cumple como un suelo de baja permeabilidad. Esto quiere decir que necesita suelos alternativos como suelos granulares y suelos arcillosos. La muestra CCM-DMI-002: que proviene de la cantera Alcaparrosa es un suelo que cumple con todas sus características físicas para un suelo de baja permeabilidad, su clasificación es un suelo limo arcilloso de alta plasticidad que pasa el 51.6% por la malla N° 200 con un índice de plasticidad (IP) = 22, que es exactamente lo que le falta para lograr cumplir con el índice de plasticidad (IP) mayor a 15 y en conclusión es un suelo alternativo para la mezcla con la muestra N°.CCM-DMI-001 para su aprovechamiento. La muestra CCM-DMI-003: procedente de la cantera Alcaparrosa es un suelo alternativo por su textura de grano grueso, que es lo que también necesita el suelo de la muestra N° CCM-DMI-001 de esta investigación para su aprovechamiento, es un suelo grueso que predomina la arena con un 44.4% del total del suelo y que pasa el 38.7% en la malla N° 200, siendo un suelo por su clasificación arena limosa con grava con un 4.5% de sobre tamaño y en conclusión es un suelo alternativo para la mezcla con la muestra N°.CCM- DMI-001 para su aprovechamiento. 7.1.2. Resultados de la mezcla La muestra CCM-DMI-004: es una mezcla de tres suelos diferentes ya mencionados en los párrafos anteriores en proporciones de 20% muestra N° CCM-DMI-001, 40% de muestra N°. CCM-DMI-002 y 40% de muestra N° CCM-DMI-003, su clasificación es un suelo arena limosa con grava (SM) cuyas propiedades se detallan a continuación: Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 72 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. a) Huso Granulométrico Al analizar los resultados obtenidos de laboratorio de las mezclas realizadas tanto de la cantera Alcaparrosa y de la Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas empezaremos primero analizando el huso granulométrico según los límites de gradación especificado por el diseñador, el análisis se hace con los resultados obtenidos de la muestra de ensayo CCM-DMI-004: Tabla 19. Resultados de huso granulométrico en ensayo CCM DMI-004. Tamiz Laboratorio Especificaciones Técnicas (% que pasa) (% que pasa) 2" 100 100 3/8” 81.8 65-80 N°4 78.1 60 80 N°200 45.3 25-55 Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. • Como se podrá observar cumple con los requisitos mínimos que exige las especificaciones técnicas. b) Índice de Plasticidad Tabla 20. Índice de plasticidad (IP). Especificaciones técnicas Laboratorio >15 23 Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. • Está muy por encima de lo especificado; por lo que garantiza para un suelo baja permeabilidad. c) Contenido de Humedad -2 a +3 %, Respecto al Proctor Estándar según ASTM D 698 “Especificaciones técnicas”. Es muy variable por la zona que presenta un clima bastante lluvioso, pero como referencia en la fecha que se hizo estos Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 73 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ensayos se puede observar en el ensayo que si cumple, como veremos a continuación y si no cumpliera se tendría que procesar el suelo escarificando la superficie hasta lograr obtener la humedad del suelo requerida. • C.H. De la Mezcla en Laboratorio: 34.4% • C.H. Óptimo de la Máxima Densidad Seca en el Laboratorio: 32.1% • C.H. En campo realizado con el Equipo de Densímetro Nuclear Promedio: 34.05%. Con estos valores podemos evaluar a detalle de la siguiente manera: • 32.1% menos 2% que nos da como mínimo la especificación será 30.1% • 32.1% más 3% que nos da como máximo la especificación será 35.1% • El valor promedio en campo es 34.05%, está cumpliendo según “Especificaciones Técnicas”. d) Grado de Compactación en el ensayo de campo La especificación exige como mínimo 95% de la densidad máxima seca del Proctor estándar Norma ASTM D 698 realizado en Laboratorio. Los datos que obtuvimos en campo con el equipo de Densímetro Nuclear son: Tabla. 21 Grado de Compactación – Proctor estándar: ASTM D 698 Especificaciones técnicas CCM-DN-001: CCM-DN-002: 98.90% 96.1%, 95% PROMEDIO 97.50% Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. • Como podemos observar el resultado promedio está por encima del rango indicado en las Especificaciones Técnicas. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 74 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. e) Ensayo de Permeabilidad En este punto la especificación nos pide que deba cumplir como mínimo 1X10-6 (cm/s) el coeficiente de permeabilidad, según las especificaciones de lo cual se obtuvo lo siguiente: Tabla.22. Permeabilidad. Especificaciones técnicas Resultado obtenido en campo (cm/s) (cm/s) 1X10-6 7.80E-6 Fuente. Laboratorio de Suelos Minera La Zanja. Como se observa el resultado obtenido es muy cercano a lo especificado por lo que se puede decir que cumple, tomando en cuenta que el ensayo fue en campo. Si este ensayo se realiza en el laboratorio el resultado es mucho más favorable todavía. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 75 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. CONCLUSIONES • Se aprovechó el sedimento proveniente de la planta de tratamiento de aguas ácidas en una mezcla con arena limosa, arcilla y sedimento logrando un suelo de baja permeabilidad. • Según las características físicas de cada suelo evaluado se determinó que la proporción correcta para la mezcla de estos suelos es: 20% de sedimento, 40% de arena limosa y 40% de arcilla. • El ensayo de granulometría realizado según Norma ASTM D422, determinó que el suelo cumple el rango de huso granulométrico indicado en las especificaciones: tamiz 2" pasa el 100%, tamiz 3/8” pasa 81.8%, tamiz N°4 pasa 78.1%, tamiz N°200 pasa el 45.3%; siendo clasificado como suelo de arena limosa con grava (SM). • El índice de Plasticidad realizado según Norma ASTM D4318, determinó un valor de 23 que está muy por encima de lo requerido por las especificaciones técnicas (mínimo de 15). • El Grado de compactación de la mezcla realizado según Norma ASTM D698, determinó un 97.5 % por encima de lo especificado de la máxima densidad seca (95%) realizado en al laboratorio. El contenido de humedad óptimo en laboratorio fue 32.1%, en campo 34.05%; estando dentro del rango -2 a +3%. • Se determinó el Coeficiente de permeabilidad con un valor de 7.8x10-6, siendo un resultado muy favorable con respecto a lo especificado, 1x10-6, tomando en cuenta que el ensayo se realizó en campo según el procedimiento del manual de Drenaje USBR. • En cuanto a la composición química que se muestra en la tabla 8. El 75% de sedimento está constituido por S y Ca que forman Yeso y Calcita; el 25% de sedimento está conformado por Fe y Al que forman hidróxidos que en condiciones atmosféricas y al contacto con agua de pH neutral, son bastante estables, Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 76 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. transformándose con el tiempo y en condiciones de humedad elevadas en fases más cristalinas y estables, como goethita y gibsita. El resto de metales como Cu, Mn, Zn y As, se encuentran en mínimas cantidades conformados en óxidos e hidróxidos, los cuales quedarían incluidos en la matriz de grano fino constituida por los minerales principales, con lo cual su acceso sería limitado a la disolución con agua, por lo que la liberación sería limitada. • Los resultados obtenidos son muy satisfactorios concluyendo que es factible el aprovechamiento de este sedimento como para su uso mediante mezcla como suelo impermeabilizante. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 77 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. RECOMENDACIONES • Al utilizar estos suelos se recomienda homogenizar al cien por ciento las tres muestras según las proporciones de 20% muestra N°CCM-DMI-001, 40% muestra N°CCM-DMI-002, 40% muestra N°CCM-DMI-003. • Las proporciones indicadas deberán mezclarse en estado de humedad muy cercano al contenido de óptimo según normas ASTM D 698. • Para lograr un suelo compactado y de baja permeabilidad el suelo deberá estar uniforme y lograr que su densidad sea mínimo 95% según norma ASTM D 698. De esta manera el suelo será idóneo respecto a sus propiedades de permeabilidad, plasticidad y resistencia. • Se recomienda que la mezcla de estos suelos realicen de preferencia en época seca para lograr una mezcla uniforme y compacta. • Se recomienda no colocar esta mezcla de suelo en áreas que alberguen otros suelos con potencial de generación de acidez, tal es el caso de la muestra código LZ – DMI – 06 (Este: 733642, Norte: 9244998) ya que al contacto con soluciones ácidas se lixiviaran los metales contenidos en el sedimento que aunque son estables y en proporciones muy bajas, alteraría la estabilidad geoquímica del componente. • Se recomienda realizar el ensayo de permeabilidad en laboratorio según la norma ASTM D 5084 para respaldar el ensayo en campo y confirmar lo dicho en la hipótesis. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 78 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. REFERENCIAS - American Society for Testing Materials (1998).Norma ASTM C702: Práctica estándar para la reducción de muestras de agregados a tamaño de ensayo de laboratorio. . Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2007). Norma ASTM D4718: Práctica estándar para la corrección del peso unitario y contenido de agua de los suelos que contienen partículas de gran tamaño. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2010). Norma ASTM D2216: Método de prueba estándar para la determinación del contenido de agua en laboratorio de suelos. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2010). Norma ASTM D422: Análisis Granulométrico por tamizado. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2010). Norma ASTM D4318: Métodos de prueba estándar para el Límite Líquido, Límite Plástico y el índice de plasticidad de los suelos. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2010).Norma ASTM D2487: Práctica estándar para la clasificación de los suelos para uso de ingeniería (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos). Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2012). Norma ASTM D698: Métodos de prueba estándar para laboratorio para determinar las características de compactación del suelo mediante esfuerzo estándar. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2012).Norma ASTM C127: Método de prueba estándar para la densidad, densidad relativa (gravedad específica), y la absorción de agregado grueso. Peso específico y absorción del agregado grueso. Pensilvania: Documento Institucional. - American Society for Testing Materials (2015). Norma ASTM D6938: Método de prueba estándar para determinar la densidad y contenido de agua del suelo- agregado por métodos nucleares. Pensilvania: Documento Institucional. - AMPOHS21 (2015, 28 de Octubre). Informe Técnico: Acompañamiento e investigaciones estratégicas como soporte al cierre por sectores de la UM La Zanja. Barcelona: Dr. Joan Martínez. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 79 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - Braja M. Das. (2012). Fundamentos de ingeniería de cimentaciones. (7.ª ed.). México: Cengage Learning Editores. - Crespo Villalaz C. (2011). Mecánica de suelos y cimentaciones. (6.ª ed.).México: Limusa. - Cruzado Medina E. (2010). Impacto de los relaves mineros en el Perú. Perú: DIDP. - Dávila Burga J. (2011). Diccionario Geológico. Perú: Arthaltuna. - Hoyos Patiño F. (2012). Geotecnia diccionario básico. (3.ª ed.). Medellín: Fabián Hoyos Patiño. - INGEMMET. (2010). Compendio de rocas y minerales industriales en el Perú. Lima: Documento Institucional. - Jordán López A. (2010). Manual de edafología. Sevilla: Universidad de Sevilla. - Juárez Badillo E. (2012). Mecánica de suelos I: Fundamentos de la mecánica de suelos. México: Limusa. - Knight Piésold consulting. (2014, 30 de diciembre). Informe Técnico: Ingeniería de cierre progresivo de componentes mineros; Proyecto la Zanja. Lima: Elio Murrugarra. - Oyarzun R. (2011). Introducción a la geología de minas- exploración y Evaluación. Chile: GEMM. - Oyarzun R., Higueras P., Lillo J. (2011). Minería ambiental- introducción a los impactos y remediación. Chile: GEMM. - Perú. 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Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 80 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. - Perú. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2000). Norma MTC E 110-2000: Determinación del límite liquido de los suelos. - Perú. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2000). Norma MTC E 206 -2000. NTP 400.021: Peso específico y absorción de agregados gruesos. - Perú. Ministerio del Ambiente (2010).Decreto Supremo N°010-2010-MINAM. Límites Máximos Permisibles Para la Descarga de Efluentes Líquidos de Actividades Minero- Metalúrgicas. - Sáez E. (2010). Fundamentos de Geotecnia. Chile: PUCCH. - Tomás, R., Santamarta, J.C., Cano, M., Hernández-Gutiérrez, L.E., García-Barba, J. (2013).Ensayos geotécnicos de suelos y rocas. 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Pág. 81 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ANEXOS ANEXO 1. PANEL FOTOGRÁFICO Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 82 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 01. Tolva de Planta de Tratamiento de Aguas Acidas. Foto N° 02. Cantera Alcaparrosa – Minera La Zanja. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 83 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 03. Toma de muestras en Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas Minera La Zanja. Foto N° 04. Toma de muestras en Cantera Alcaparrosa - MLZ Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 84 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 05. Preparación de muestra de Cantera Alcaparrosa – Laboratorio de suelos. Foto N° 06. Reducción de muestra para ensayo (cuarteo) – Laboratorio de suelos Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 85 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 07. Ensayos de Laboratorio - Determinación Contenido de Humedad - Laboratorio de suelos. Foto N° 08. Ensayos de Laboratorio - Determinación Límite Plástico Laboratorio de suelos. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 86 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 09. Ensayos de Laboratorio – Determinación de Proctor – Laboratorio de suelos. Foto N° 10. Descarga de suelos a mezclar in situ – DMI. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 87 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 11. Descarga de materiales a mezclar in situ – DMI. Foto N° 12. Mezcla de tres materiales in situ – DMI. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 88 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Foto N° 13. Prueba de densidad – DMI. Foto N° 14. Ensayo de Permeabilidad – DMI. Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 89 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. ANEXOS Anexo 2. Planos de Ubicación Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 90 Los Pircos Tantahuatay La Zanja Hualgayoc Minas Conga Yanacocha UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE 07.04.2013 733000.000 734000.000 733000.000 734000.000 ACCESOS CANAL PERIMETRAL TERRENO *Intervalo Curvas de Nivel. @ 5.00 m. UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE 9245000.000 9245000.000 APROVECHAMIENTO DEL SEDIMENTO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ÁCIDAS, MEZCLADO CON ARENA LIMOSA Y ARCILLA EN LA OBTENCIÓN DE UN SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD PARA EL CIERRE DEL SECTOR ESTE DEL DEPÓSITO DE MATERIAL INADECUADO DE MINERA LA ZANJA, ABRIL 2015. Anexo 3. Ensayos de Laboratorio Alvitez Yeckle S.; Bravo Corrales R. Pág. 91 &-- ¿&.. §-ffit*,e Título: ANALISIS GRANULOMETRICO ASTMD422'C136 FM-72-099-044 Nro de Revisión: 1 Fecha de Revisión. Nov. 2013 Página 1 de 1 Obra: CTERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: 04t06t2015 Muestra No. CCM-DMI-OO1 Localización X = 9245192.20 Y_ 732659.20 Cota m.s.n.m. 3524.AO Capa NO APLICA Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓN COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD. Curva No. 1 Muestreado por: Silvia. Alvitez. Y. Tamaño Peso o/o Reten. Especific. Cantidad de suelo que pasa eltamiz No.4 (Compactación MSHTO): f amiz Acumulado Reten¡do Pasa 8" [1 -contenido de humedad (-No.4)/'l 00.(60009 ó 1 3.231 lb)"(-No. 4). (-2")l o 4" 3" Cantidad de Sue/o entre los tamices 3/4" y No. 4 (Compactación AASHTO): 0.0 0.0 100.0 100 'l 2" .01 "(6000 ó 13.231 lb)-[t2")-(No .4)l(2") 1 1t2" 0.0 0.0 100.0 1" 0.0 0.0 100.0 3t4" 0.0 0.0 100.0 Condiciones de Secado y Lavado del suelo Retenido en la malla N'4 1t2" 0.0 0.0 100.0 Secado a 60 "C sin lavar 3/8" 0.0 0.0 100.0 65 85 Condiciones de Secado y Lavado de la fraccion de suelo que pasa la mallaN'4 No.4 0.0 0.0 100.0 60 80 Secado a 60 "C despues de lavado Corrección del suelo húmedo que pasa la mallaNo. 8 No. 10 0.3 0.1 99.9 No. 16 Peso suelo Húmedo que pasa (g)N"4 1233.6 No.20 0.6 o.2 99.8 Peso suelo seco que pasa (g)N"4 1233.6 No.30 Peso suelo seco retenido (g) N"4 0.0 No.40 1.2 0.3 99.7 Peso suelo seco total (g) 1233.6 No.50 No.60 1.8 0.5 99.5 Condiciones de la fraccion de suelo seco que pasa la malla: No.100 3.5 0.9 99.1 No.140 % suelo seco que pasa/peso de la fracción de suelo seco que pasa No.200 5.1 1.4 98.6 25 55 Platillo 5.3 Yoa ridddí X R : 3 3 § "1"q CLASIFICACION SUCS: MH COLOR: AMARILLO ROJIZO Proveniencia: Planta de tratamiento de aguas ácidas. Contenido de humedad de la fracción de % de suelo seco que pasa la malla No. 200 : Suelo seco que pasa la malla: N'4 98.5 No. Tara B-08 No Tara B-08 Peso Humedo + Tara 609.5 Peso Seco + Tara 609.5 Peso Seco + Tara 609.s P. Seco Lavado +Tara 251.8 Peso de Tara 246.3 Peso de Tara 246.3 Peso del Agua 0"0 Suelo Seco (-No.200) g 357.7 ilril l::lil ll Peso Seco 363.2 Suelo Seco (+No 200) g 5.5lill,t ltl l -¡ñ{ 888roe{ te §R 8§ §{ 8r8, :§{ Cont. de humedad % 0.0 Suelo Seco CNo.200) % 98.5 suelodebajapermeabilidad,segúnsuhusogranulométricoyaqueeSmayoral70o/o, que pasa el tamiz N" 200, para utilizar este material requiere realizar mezclas con otro material arcilloso con grava y arena -1 f§fmi t%A M ! r: ¿: ', .{3.,.".i.¡;!. ri.i;, Título: CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D2216 FM-72-099-002 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión. Nov. 2013 Pásina 1 de 1 Obra CTERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Muestra No. CCM-DMl-001 Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓN COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD. Muestreado por: Condiciones de Secado: X60'C / 1 10'C Método: XHorno(O) Microonda ( M ) X=733634.75 Y=9245199.77 Muestra o ensayo RECIPIENTE No p¡+Ps P.AGUA D=A-B % DE HUMEDAD (D/E) * 100 OBSERVACIONES Contenido de humedad que representa a toda la muestra del material a ensayar. El material proviene de planta de tratamiento de aguas ácidas Muestra No. Muestra o ensayo RECIPIENTE No P AGUA D=A-B Ps E=B-C DE HUMEDAD (D/E) * 100 CLAS!FICACION SUCS OBSERVACIONES PR= PESO DEL RECIPIENTE PH= PESO HUMEDO PS= PESO SECO - # .&IET ffiI*A .&," fn{ i;-, -, j,ni,.;&::::.,; i Título: LIMITES DE CONSISTENCIA E INDICE DE PLASTIC¡DAD ASTM D431 8 FM-72-099-001 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Pásina 1 de 1 Obra cTERRE DE COMPONENTE MTNERO (DMt) Fecha muestreo: 0410612015 Muestra No. CCM-DMI-0O1 Localización X = 9245192.20 [= 732659.20 Cota m.s.n.m. 3524.00 Capa (m) NO APLICA Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓN COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD. Curva No. 1 LíMITES DE CONSISTENCIA LíMITE LíQUIDo Muestra o ensayo 1 2 3 4 No DE GOLPES 33 26 17 RECIPIENTE No D-03 D-07 D-08 Pr+ Ph 28.53 28.63 28.40 Pr+ Ps 21.O8 21 1A 20 90 P. AGUA 7.45 7.53 7.50 Pr 10.41 10.59 10.74 Ps 10.67 10.51 1 0.16 o/o DE HUMEDAD 69 82 7t 65 73 82 LíMlTE PLÁSTICO RECIPIENTE No D-17 D-07 Pr+Ph 22.98 22.32 Pr+ Ps 18 85 17.79 P AGUA 4.13 4.53 Pr 12.33 10.61 Ps 6.52 7.18 o/o DÉ- HUMEDAD 63.34 63.09 PRoMEDTo t-iurru plÁsrco (pl) 63.2 RESULTADOS 75.00 HUMEDAD NATURALo/o'. LíMrE líeutoo ozo: 74.44 -\\ LíMITE PLÁSTIC O O/o.\\ íuorcr DE PLASTTCTDAD %:73.00 §. § \ o \ gfl \ 72.44 \ f,,l{}. F act*r :-) Gcfpes K olJl \o \ 7:* ü "*74o 71 .OO ?1 ü.*79 I=Uh \ ?2 il *fifr i, To oo \ 23 0.gsCI ?4 ü.9*3 69.00 2F-t 1 ilOü ?fr 1 0fl5 ?7 1 .ü** 68.00 78 1 S14 10 25 ?g 1 $18 N'DE GOLPES :J* 1 ü22 OBSERVACIONES: El Material no cumple con las especificaciones técnicas, debería tener como mínimo 15% de lP. PR= PESO DEL RECIPIENTE TEMPERATURA DE SECADO AGUA USADA PH= PESO HUMEDO PREPARACION DE LA MUESTRA 20' C AMBIENTE X DESTILADA OTRA PS= PESO SECO CONTENIDO DE HUMEDAD 6O'C X 110'C POTABLE X 11 Y:-ffi SA á¡.--*+er *rfr ¡c¡ "*§tr* é. ff-Li#,Fmü%s* ffi ?& i {t * r * * t.- J{ ¿ia¿'',i ..].* 5i - tt.. i... . Título: ANALISIS GRANULOMETRICO ASTM D422lC136 FM-72-099-004 Nro de Revisión: 0 Fecha de Revisión: Nov. 2413 Páqina 1 de 1 Obra: cTERRE DE COMPONENTE MTNERO (DMl) Fechamuestreo: 08/08/2015 Muestra No. CCM-DMI-OO2 Localización X = 733670.47 l= 9245008.32 Cota m.s.n.m. 3562.1 I Capa N/A Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓN COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. Muestreado por: Silvia Alvitez Tamaño Peso Reten. oa Especific. Cantidad de suelo que pasa eltamiz No. 4 (Compactación AASHTO): Tamiz Acumulado Retenido Pasa 8" [1-contenido de humedad (-No.4)1100.(60009 ó 13.231 lb)*(-No. 4).G2)] 6" 4 at. Cantidad de Suelo entre los tamices 3/4" y No. 4 (Compactación AASHTO):J 2u 0.0 0.0 100.0 100 1.01.(6000 ó 13.231 lb).[(2")-(No.4)]G2) 1 1t2', 35.9 0.3 99.7 1 519.6 3.9 96.1 3/4" 1781.5 13.4 86.6 Condiciones de Secado y Lavado del suelo Retenido en la malla N" 4 1/2" 2399.8 18.1 81.9 Secado a 60 "C sin lavar 318" 3084.3 23.2 76.8 65 B5 Condiciones de Secado y Lavado de la fraccion de suelo que pasa la mallaN'4 No. 4 3615.2 27.2 72.8 60 BO Secado a 60 'C despues de lavado No. 8 Corrección del suelo húmedo que pasa la malla No. 10 35.0 32.9 67.1 No. 16 Peso suelo Húmedo que pasa (g)N"4 12768.5 No. 20 52.7 35.8 64.2 Peso suelo seco que pasa (g)N'4 9665.8 No.30 Peso suelo seco retenido (g) N'4 3615.2 No. 40 77.7 39.8 60.2 Peso suelo seco total (g) 13281.0 No. 50 No. 60 94.8 42.6 57.4 Condiciones de la fraccion de suelo seco que pasa la malla: No.100 1 16.0 46.0 54.0 No. 140 % suelo seco que pasa/peso de la fracción de suelo seco que pasa No. 200 130.9 48.4 . 51.6 25 55 Platillo 131.2 A9n6e 9\9.C SDs §P 8§ oq6n i § d d dl Tamaño eD mm cLAStFtCACtON SUCS: MH COLOR: Amarillento ffi 100r-: I : -T-l-fffi r i -; t'r: iii: a lii: Proveniencia: Cantera Alcaparrosa. sol--# ti Contenido de humedad de la fracción de lriril que pasa malla No. 200 : lii Suelo seco que pasa la malla: N'4 % de suelo seco la '0ffi lrrii 51.5 ll l: /O|*-_-l-- Í No. Tara B-03 No. Tara B-03 Peso Humedo + Tara 846.2 Peso Seco + Tara 702.3 'i :l: Peso Seco + Tara 702.3 P. Seco Lavado +Tara 385.2 30 Peso de Tara 253.8 Peso de Tara 253.8 20 Peso del Agua 143.9 Suelo Seco (-No. 200) g 317.1 lililil li,lirti Peso Seco 448.s Suelo Seco (+No. 200) g 131.4lljtiil § TAMIZ §Qax §-e § §e R I I a q= § § § §cE§E § :§ § Cont. de humedad % 32.1 Suelo Seco (-No. 200) % 51 .5 OBSERVACIONES: El material evaluado para suelo de baja permeab¡lidad cumple según las Especmcaciones Técnicas. r¡{'\ \ \** %*"* f,\¿ * iis:?ñ;ffi T:r **ir rffis§ffiffi;-r,;;;;' _* Fffitr& ff&i. ir.4 : -- r r. I -.:, ;'Á'i.-"r. ::. ;r Título: CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D2216 FM-72-099-002 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov, 2A13 Páqina 1 de 1 Obra CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: 08/0812015 Muestra No. CCM-DMI-0O2 Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓN COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. N/A Muestreado por: Silvia Alvitez Condiciones de Secado: X60'C I 11O"C Método: XHorno(O) Microonda ( M ) Muestra No. Ubicación X=733670.07 Y=9245008.32 Cota=3562.19 Profundidad Muestra o ensayo 1 RECIPIENTE No B-06 Pr+ Ph A 8542.2 Pr+ Ps B 6400.3 Pr C 843.2 P.AGUA D=A-B 2141.9 Ps E=B-C 5557.1 o/o DE HUMEDAD (D/E) " 100 385 CLAS¡FICACION SUCS MH OBSERVACIONES Contenido de humedad que representa a toda la muestra. Material Proviene de Cantera Alcaparrosa Muestra No. Ubicación X=733670.07 Y=9245008.32 Cota=3562.19 Profundidad Muestra o ensayo RECIPIENTE No B-06 Pr+ Ph A 1487.2 Pr+ Ps B 1436 6 Pr C 255.4 P.AGUA D=A-B 50.6 Ps E=B-C 1181.6 o/o DE HUMEDAD (D/E) " 100 4.3 CLASIFICAC¡ON SUCS MH OBSERVACIONES Contenido de humedad para corrección de sobretamaño - Retenida en la malla N" 4 PR= PESO DEL RECIPIENTE PH= PESO HUMEDO PS= PESO SECO ¿A f*¡f,ñs§ fr"&" l§fJ §{}t}t BC§ n r$a*ss '6§* ¡gs $*¿lsl*f ffi -n.'f.#f=TMI*A i.ffffi.i l*1 : r: r: r+ Í i. i,, 1..&ii.._,*. i;; .i,:t.i Título: L¡MITES DE CONSISTENCIA E INDICE DE PLAST¡CIDAD ASTM D4318 FM-72-099-001 Nro de rev¡sión:- 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Páqina 1 de 1 Obra cTERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: 08/0812015 Muestra No. CCM-DM|-OO2 Localización X = 73367A.07 f = 9245008.32 Cota m.s.n.m. 3562 19 Capa (m) N/A Descripción: MATERIAL PARA EVALUACIÓru COUO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. N/A LíMITES DE CONSISTENCIA LíMITE LíQUIDO Muestra o ensayo 1 2 3 4 No DE GOLPES 35 25 15 RECIPIENTE NO D-08 D-10 D-14 Pr+ Ph 29.48 29.70 29.58 Pr+ Ps 23.23 23.76 23.05 AGUA 6.25 5.94 653 Pr 10.74 12.32 10.91 Ps 12.49 11.44 12.14 o/o DE HUMEDAD 50 04 51.92 53.79 LíMlTE PLÁST¡CO RECIPIENTE NO D-18 D-13 Pr+Ph 21.68 26.09 Pr+ Ps 19.18 23.69 P. AGUA 2.50 2.44 Pr 10.87 15.78 Ps 8.31 7.91 a/o DE HUMEDAD 30.08 30.34 PRoMEDTo r-írr¿rrg PlÁsrco (PL) 30.2 RESULTADOS 56.00 HUMEDAD NATUR ALO/O: LíMrrE líeuloo vo: 55.00 l,ii , I LíMITE PLÁSTIC O O/a.. I 54.00 itrrorcr DE PLASTTCTDAD %: -o o\ o o 53.00 - f{ c. f actcr IJJ :f G*[pes K :E 52.00 t¡J cl 2ü ü 974 oo 21 ü.979 z 51.00 TU 22 o gfi* Fz o 23 ü.ggüo 50.00 24 ü "§** 2fr 1 üúü 49.00 ?fr 1 "ü*5 ?7 1 .ü*g 48.00 2* 1 S14 ?* 1 ú18 N" DE GOLPES 3fr I ú22 OBSERVACIONES: Material Proviene de Cantera Alcaparrosa PR= PESO DEL RECIPIENTE TEMPERATURA DE SECADO AGUA USADA PH= PESO HUMEDO PREPARACION DE LA MUESTRA 20" C AMBIENTE X DESTILADA OTRA PS= PESO SECO coNTENtDO DE HUMEDAD , 60" c x ',110" c POTABLE X § fi ¿ f¡r Slrf;FeÉVE'GllSA, crer ftüs ü^ffi gü*1'5* --*--.&--..*_l= l*S, {lw* r -§'. r*& -fu1 j r-: I r'iá $ j* l:\ "if..¿ll"_i§. i.; -+*. ;. Título: RELACION DENSIDAD Vs HUMEDAD (Proctor) ASTMD698t1557 F M-72-099-005 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Página 1 de 1 Obra : cTERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Muestra N" CCM-DMI-OO2 Localización X = 733674.07 f= 9245008.32 Cota 35621 I Descripción MAT SUELO DE BAJA PERMEABILID'AD F.de Muestreo 0B/08r2015 Muestreado Por: Sllvia Alvitez Gapa DETERMINAC!ON 1 2 3 4 5 Agua Agregada 8% 10o/o 12% l4o/o t6% Peso Molde + material húmedo 4980.3 5087 6 5129.1 5106.3 5062.5 Peso del molde gr 3315.7 3315.7 3315.7 33_!57 331r5:7 Peso de material húmedo gr 1664.6 1771 .9 1813.4 1790.6 17 46.8 Volumen del molde molde (cm3) 940.5 940.5 940 5 940.5 940.5 Densidad húmeda gr/cm3 1.770 1,994 1.928 1.90i4 1.857 Cápsula + material húmedo gr. 895.3 827.2 816.6 833.8 847.2 Cápsula + material seco gr 761.0 696.9 680.4 685.0 687 0 Peso del agua gr 134.3 130.3 136.2 148.8 $4.2 Número de cápsula c-01 c-13 c-02 c-06 c-11 Peso de la cápsula gr. 168.2 170.0 170.0 169.4 163.7 Peso de suelo seco gr 592.8 526.9 510.4 515.6 523.3 Contenido de agua % 22.7 24.7 26.7 28.9 30.6 Densidad seca gr/cm3 1.443 1.510 1.522 1.477 1.422 Tipo molde 4" X 6" diámetro Volumen Molde: 940.5 cm3 Peso Moldr 3315.7 Metodo A i; x60"c/110'cC I I 1 Clasificación SUCS : MH ASTM x'698/1557 t- 1 1.540 530 520 510 DENSIDAD MAXIMA (gr/cm3) 500 1.524 490 rsl Y rJ IU HUMEDAD OPTIMA % 'A 1.4T0 26.2 óq1460 POR CORRECCIÓN: DENSIDAD MAXI MA (gr/cm3) 1.644 1.424 HUMEDAD OPTIMA % 1.410 21 .1 1.404 20.0 21 .O 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27 .O 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 CONTENIDO DE HUMEDAD OBSERVACIONES: Material Proviene de Cantera Alcaparrosa lf A &,*ff* ü"á§ffir d§.94t*§-^*$ú tr u ^§t*fa*¡rf *, ;& á * §%Á, i-tr¡ i 11 r:f r* § , ,t¡ 3- &ilt,;..i& ::r;.i( i. Título: CORRECCION DE PROCTOR POR PART¡CULAS DE SOBRETAMAÑO ASTM D4718 FM-72-09e-006 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Página 1 de 1 Obra : CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Muestra No. CCM-DMl-002 LocatizaciónX= 733670.07 f= 9245008.32 Cota:3562.19 Descripción ffi[¡o suelo oe eñÁFEñMEABtu Fecha de ,r""tr"o, i6ñI7óE "J:1,::- A. Correcc¡ón para el Contenido de Humedad (MC) - Muestra Total 3/8" 23.2 % retenido en 3/8" (Nota 1) c.H. 4.3 o/o 3/8" 76.8 % pasante en 3/8" c.H. 26.2 % C.H. Corregido = (0.232 x 0.043) + (0 768 x0.262) X 100 21 .1 o/o= B. Correción para Máxima Densidad Seca de Muestra Total 1.524 gr/cm3 Valor del Proctor sin correción (Ver curva adjunta) DCS = [ 100 - (Df) " (Gm) * (Dw)]/ t (Df . Pc) + (Gm " Dw - Pf)l DSG = Correción de peso unitario seco del Material Total calculado = gr/cm3 Df = Optima Densidad Seca Fraccción Fina = 1.524 gr/cm3 Gm = Peso Especifico de Grava = 1.227 grlcm3 Dw = Peso Unitario de Agua = 1 Pc = Porcentaje de So'bretamaño >3/8" = 23.2 o/o Pf = Porcentaje de Fracción Fina <3/8" = 76.8 o/o Df Gm Dw Df Pc Gm Dw DCS= Pf[100. (1.s24). (2.227 ). (1»/ l(1.s24.23.2) + (2.227" 1-76.8» DCS = 1.644 grlcm3 C.H. Corregido 21 .1 % Densidad Seca Corregida 1.644 gr/cm3 {t ñü§ s.*. ?#?I trffir*A i*q ;* *& ;".¿:j i¿ :i ',i T AGREGADO GRUESO ASTM C127 FM-72-oe$oo7 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov. 2013 Páqina 1 de 1 ObB: CIERRE DECOMPONENTE MINERO(DMD Fécha m@slrco: 08/08/2015 Muestn No- CCM-DM|402 Localiación X = 733670.07 Y = 9245008.32 Cota m.s.n.m. 3562.19 Capa I\¡lA Descripción: MATERIAL PARA EVALUACf RMEABILIDAD No. De Particulas > 3 pulg. No Bandeja B-18 Agregado Saturado Superficial Seco + Tara 3795.8 Agregado Seco + Tara 3593 9 Peso de Tara 826.4 Agregado Saturado Superficial Seco B 2969 4 Agregado Seco A 2767.5 Agregado + Canastilla sumergida 2599.7 Peso Canastilla sumergida 873.0 Agregado Saturado Sumergido c 1726.7 lTemperatura del Agua 23'C Factor de Corrección 1 Peso Especifico Aparente (A I (A-c) 2.659) Gravedad Especifica Bulk SSS (B / (B-c) 2.389) Gravedad Especifica Bulk (A I (B-C) 2.227) Absorción (( B-A)/A" 100 ) (%) /.ó Porcentaje Retenido No. 4 Porcentaje Pasa No. 4 Peso Agregado que Pasa No. 4 OBSERVACIONES Materiat ensayado que retiene tamiz de 3/8", para la correccion de Humedad por grava / peso unitario Nlater¡al Proviene de Cantera Alcapárrosa ftrl§ §.&. §iXJf '' & '- _' a -! sffirr& i¡1 :,-s!,:& ;i¿i1...¿ jii,i Título: ANALISIS GRANULOMETRICO ASTMD422/C136 FM-72-099-004 Nro de Revisión: 0 Fecha de Revisión: Nov. 2A13 Página 1 de 1 Obra : CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: Muestra No. CCM-DMI-OO3 Localización X = 9248520.95 l= 733860.75 Cota m.s.n.m. 3602.89 Capa N/A Descripción: MATERIAL PARA EVALUACION COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. N/A Muestreado por: Silvia. Alvitez. Y. Tamaño Peso Reten. o/o o/" Especific. Cantidad de suelo que pasa el tamiz No. 4 (Compactación AASHTO): Tamiz Acumulado Retenido Pasa 8" [1 -contenido de humedad (-No.4)/1 00-(60009 ó 13.231 lb).(-No. 4). (-2")l l o 4" 0.0 0.0 100.0 ar J 789.4 4.6 95.4 Cantidad de Suelo entre las tamices 3/4" y No. 4 (Compactación AASHTO): 2" 2009.3 11.7 BB.3 100 1 .01.(6000 ó 13.231 lb).[(-2")-(No.4»(-2) 1 1t2" 2207 .9 12.9 87.1 1 2554.4 14.9 85.1 3t4" 2819.0 16.5 83.5 Condiciones de Secado y Lavado del suelo Retenido en la malla N" 4 1t2" 3096.3 18.1 81.9 Secado a 60'C sin lavar 3/8" 3262.5 19.1 80.9 65 85 Condiciones de Secado y Lavado de la fraccion de suelo que pasa la mallaN'4 No.4 3687.0 21.5 78.5 60 BO Secado a 60 'C despues de lavado No.8 Corrección del suelo húrnedo que pasa la malla No.10 45.4 29.2 70.8 No. 16 Peso suelo Húmedo que pasa (g)N'4 16297.4 No.20 122.6 42.4 57.6 Peso suelo seco que pasa (g)N"4 13424.5 No.30 Peso suelo seco retenido (g) N"4 3687.0 No.40 171.8 50.8 49.2 Peso suelo seco total (g) 17111.5 No. 50 No,60 195.8 54.9 45.1 Condiciones de la fraccion de suelo seco que pasa la malla: No.100 217.9 58.7 41.3 No.140 % suelo seco que pasalpeso de la fracción de suelo seco que pasa No.200 244.0 63.1 36.9 25 55 Platillo 244.2 §6N6 ü p' ¡ : g X ¡ : 3 3 ¡ 3§ Tamaño eD mm§ §R á § CLASIFICACION SUCS: SM COLOR: BIANCO ffi ,, , i f -9-i 'oo[,i ffi proviene [t=--_-- Proveniencia: Material de cantera AlcaparrosaF*-_-+-'_ ¡ lri Contenido de humedad de la fracción de L-._-- que pasa la malla: Yo de suelo seco que pasa la malla No. 200 : , Suelo seco N"4 I 80 ll:-i '__^ -.=I --l l tr 36.8 7olllir ;r - -: i r l¡,,,i l':l uo[. : No. Tara B-10 No. Tara B-10 Peso Humedo + Tara 809.3 Peso Seco + Tara 711.0 Peso Seco + Tara 711.0 P. Seco Lavado +Tara 495.3 30 Peso de Tara 250.8 Peso de Tara 250.8 20 Peso del Agua 98.3 Suelo Seco CNo.200) g 215.7 liii Peso Seco 460.2 Suelo Seco (+No.200) g 244.5 TAMIZ * §§ a§ s & 8 §i 88¡ {{ : { { { c{ Cont. de humedad % 21.4 Suelo Seco (-No.200) % 36.8 OBSERVACIONES: Elmaterialporsuscaracteristicasfisics,siryepararealizarmezclastentativasparaunsuelodebajapermeabilidad st,r.It ffi áí#bEMISA f,f"*i&,.T 1Vl i '- a" !.jl l ., :, ,i z' -.¿ :r r: Título: CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D2216 FM-72-099-002 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión. Nov. 2A13 Pásina 1 de 1 Obra CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: Muestra No. CCM-DM|-O03 Descripción: MATERIAL PARA EVALUACION COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. N/A Muestreado por: Silvia. Alvitez. Y. Condiciones de Secado: X60"C I 110"C Método. XHorno(O) Microonda ( M ) Muestra No. Ubicación [= f= Profundidad Muestra o ensayo 1 RECIPIENTE No A-05 Pr+ Ph A 8943.1 Pr+ Ps B 7388.'1 Pr C 893.5 P.AGUA D=A-B 1555.0 Ps E=B-C 6494.6 o/o DE HUMEDAD (D/E) " 100 23.9 CLASIFICACION SUCS SM OBSERVACIONES Contenido humedad que representa a toda la muestra. Material proviene de cantera alcaparrosa Muestra No. Ubicación )(= f= Profundidad Muestra o ensayo RECIPIENTE No B-01 Pr+Ph A 1761.6 Pr+ Ps B 1673.6 Pr C 256.7 P.AGUA D=A-B 88.0 Ps E=B-C 1416.s Yo DE HUMEDAD (D/E) " 100 6.2 CLASIF¡CACION SUCS SM OBSERVACIONES Contenido de humedad para corrección de sobretamaño - Retenida en la malla N'4 PR= PESO DEL RECIPIENTE PH= PESO HUMEDO PS= PESO SECO r{¡[p0§ s á, l§s l{rf.}l #ffiIr-E & l*1 ! ¡-.: .'.. ,a i t--.íi .:r-.d,:';..,é. ::. r' Título: LIMITES DE CONSISTENCIA E INDICE DE PLASTICIDAD ASTM D4318 FM-72-099-001 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Páqina 1 de 1 Obra CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Fecha muestreo: Muestra No. CCM-DMI-003 Localización X = 9248520.95 f= 733860.75 Cota m.s.n.m. 3602.89 Capa (m) N/A Descripción: MATERIAL PARA EVALUACION COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD Curva No. N/A LíMITES DE CONSISTENCIA líurre LíeurDo Muestra o ensayo 1 2 3 4 No DE GOLPES 34 25 15 RECIPIENTE No D-10 D-18 D-15 Pr+Ph 27.59 26.44 26.67 Pr+Ps 23.96 22.88 23.23 P AGUA 3.63 356 3.44 Pr 10.90 10.86 12.33 Ps 13.06 12.02 10.90 %o DE HUMEDAD 27.79 29.62 31 56 LíMITE PLÁSTICO RECIPIENTE No D-16 D*04 Pr+Ph 20.74 20.56 Pr+ Ps 18.76 18 53 P. AGUA 1.98 2.O3 Pr 10.92 10.48 Ps 7.84 8.05 o/o DE HUMEDAD 25.26 25.22 pRoMEDro r-Írr¿rrE plÁsrrco (pr-) 25.2 RESULTADOS 33.00 HUMEDAD NATUR AL o/o. 23.g LiMtrE líQuloo,zo: n 32.00 LíMIE PLASTIC O O/o: ,5 31.00 iruUCr DE PLASTICIDAD %: 4 s o o 30.00 If f§o" f a*l*rIIJ L T G*{,r,es *d=) u, 2e.00 Io 2* ü 974F oo flt -- 21 ü "g7g z 28.00 t¡I r 22 * *85 zF. o tL_ 23 il Egflo 27.00 +f 24 fr.gg* tL-- 2* t "flúü 26.00 J 2& 1 üü* Ff 2T 1.üilg 25.00 l- ._-J 28 1 ü14 '10 100 2# 1 ú18 N'DE GOLPES 3$ 1 ü22 OBSERVACIONES: Material proviene de cantera alcaparrosa PR= PESd DEL RECIPIENTE TEMPERATURA DE SECADO AGUA USADA PH= PESO HUMEDO PREPARACION DE LA MUESTRA 20" C AMBIENTE X DESTILADA OTRA PS= PESO SECO CONTENIDO DE HUMEDAD 60' C X 110" C POTABLE X ñu,# ,¡ ,.-- i Fr ÉfrtrffiYüf'{TURA SMiLtvlr !¿(is 5 ,\ %ms t&i*b.A cqsriFtcActsJ$ {$0 Yuut f :' ; .: '".¿--*¿---' i - t ñaáe"*- t ¿*Sé I"g. ü ffis r .§. fruja¡ .tr rr /tl : a r J§FU QC !É:.. -g e,.' 151&l:'lffiITA ÁA ¿,vl . r; t. I ¡t I r-,J-i.. 1: ¡¿, t,_s* i,...id.! Título: RELACION DENSIDAD Vs HUMEDAD (Proctor) ASTMD698t1557 F M-72-099-A05 Nro de revisión: 0 Fecha de revisión: Nov.2013 Página 1 de 1 Obra : CIERRE DE COMPONENTE M¡NERO (DMl) Muestra No: CCM-DM|-003 LocalizaciónX= 9248520.95 f= 733860.75 Gota:3602.89 Descripción MATERIAL PARA EVALUACION COMO SUELO DE BAJA PERMEABILIDAD F, de Muestreo : N/A Muestreado Por: Silvia. Alvitez. Y. Capa: N/A DETERMINACION 1 2 3 4 Agua Agregada 8o/o 10o/o 12o/o t4% Peso Molde + material húmedo 4980.2 5056.0 5096.4 5056:3 Peso del molde gr 3315.7 3315.7 3315.7 3315.7 Peso de material húmedo gr 1664.5 1740.3 1780.7 1740.6 Volumen del molde molde (cm3) 940.5 940.5 940.5 940.5 Densidad húmeda gr/cm3 1.770 1.850 i Báá 1.851 Cápsula + material húmedo gr. 882.3 850.0 876.6 855 4 Cápsula + material seco gr. 762.0 724.8 737.9 713.9 Peso del agua gr. 120.3 125.2 138.7 141.5 Número de cápsula c-12 D-05 c-09 c-06 Peso de la cápsula gr 1 69.1 166.2 167.1 172.0 Peso de suelo seco gr. 592.9 558.6 570.8 541.9 Contenido de agua % 20.3 22.4 24.3 26.1 Densidad seca gr/cm3 1 .471 1.512 1.523 1.468 Tipo molde 4" X 6" diámetro Volumen Molde: 940.5 cm3 Peso Moldr 3315.7 Metodo A v a I t^ Temp. Secado X60" C I 110"Ct ,\l II I I Clasificación SUCS : SM ASTM X' 698/1557 1.530 DENSIDAD MAXIMA (gr/cm3) 1.525 ;r 1.510 !l o) v ó r.soo tx HUMEDAD OPTIMA % a LJ 23.9 Q r.+go V) Z UJ o POR CORRECCION: 1.480 ,= 1.604 1.474 1.460 HUMEDAD OPTIMA % I I 2A.1 1.450 1 9.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 26.0 27.0 OBSERVACIONES: Mater¡al proviene de cantera alcaparrosa :fr,'!{il t l{{i§ S * t{f{.} ! n *%& ívr i11 * & ;¡ r'*.:"&."-:: r,:r i neraunño ASTM D 4718 FM-72-0ee-006 Nro de revis¡ón: 0 Fecha de revisión: Nov. 2013 Página 1 de 1 Obra : CIERRE DE COMPONENTE MINERO (DMl) Muestra No. CCM-DMl-003 LocalizaciónX= 9248520.95 f= 733860.75 Cota:3602.89 Descripción ffi¡¡osurlo oe epñER_EABiLl Fecha de rr""tr"or- "J:A:iF I A. Corrección para el Contenido de Humedad (MC) - Muestra Total N" 4 21.5 % retenido en N" 4 (Nota 1) c.H. 6.2 o/o N" 4 78.5 % Pasante en N' 4 c.H. 23.9 Yo C.H. Corregido = Q.215 x 0.062) + (0.785 x 0.2392) X 100 20.1 o/o= ñsiOaO Seca de Muestra Total 1.525 glcm3 Valor del Proctor sin correciÓn (Ver curva adjunta) DCS * * * = [100 (D0 (Gm) - (Dw)] l[(Df Pc) + (Gm * Dw. Pf)] DSC = Correción de peso unitario seco del Material Total calculado gr/cm3 Df= Optima Densidad Seca Fraccción Fina 1.525 gr/cm3 Gm= Peso Especifico de Grava 1.979 gr/cm3 Dw= Peso Unitario de Agua 1 Pc= Porcentaje de Sdbretamaño >No 4 21 .5 o/o Pf= Porcentaje de Fracción Fina 3 pulg No. Bandeja A-06 Agregado Saturado Superficial Seco + Tara 5284.4 Agregado Seco + Tara 4989.2 Peso de Tara 839.0 Agregado Saturado Superficial Seco B 4445.4 Agregado Seco A 4150.2 Agregado + Canastilla sumergida 3221.4 Peso Canastilla sumergida 873.0 Agregado Saturado Sumergido C 2348.4 Temperatura del Agua 23'C Factor de Corrección 1 Peso Especifico Aparente (A I (A-C) ) 2.303 Gravedad Especifica Bulk SSS (B / (B-C) 2.124) Gravedad Especifica Bulk (A / (B-C) 1.979) Absorción (( B -A )/A.100 )(o/o) 7.1 Porcentaje Retenido No. 4 Porcentaje Pasa No. 4 Peso Agregado que Pasa No. 4 OBSERVACIONES {,;'r f1'r d'*' l lj ,*ñ& h.mcf,f ffciYÉfrryfgfftAir¡q#n¡dn$qis.n -r-§{ -&ñ -- -**-\-/* - - - á -.f.1#¡- . ¿ - - -. ámff. ($lr¡sr §, tr#*r l 3fr"Ic¿ ¿ rr rrEFE Éq É' -! -; i'':¡: . ; ' ,r:. ," ,:,,.::: $trffi4§ § .d#ls ,é^ ,.8 q§ :'**#\ i, * t ¡iY¿ §§ -****l1á 4e*e\ 'Jlr:-r)ii Títul*: ANALI§IS SRANUL0METRIüü A§Tt\ñS4tt'tl§$ FM-72"üg§-0ü,t Nro da Revisión: S Fecha de Revisión; Nov, 2013 Fásina I ds'l übra : trHftB§, p§ süMpoNHNTH, MINHRS {üMI} Fecha rriuestres: ?4/CI§/t$15 MueEtra Ne* *CM-Sf\41-$ü4 Lomlieacién X x 7334SS.§1 I- §?444§?"§8 S*ta m.s.n.§r. 3t2§.?5 tapa N/A Deecripciün: MATERIAL PARA ñVALUACIüN CüIVIO §UELS NE BAJA PÉRMÉABILIDA$ §urva [*+. t¡/A hluaetr*ado por: Silvia^ Alvites. Y" Tn¡osño Fesq ñslen. th {r Éspeclfic. Cantidad d* su*ic q{¡* pasa elta¡"ni¿ No" 4 Tam¡r Arurnufada Rst*nido Para {Sr:rnpactac}ón AA.§H1-C} fi" ['l-contenid* de hurnedad i"No.4)/100-i6ü0üg ú 13.231 ib)*{-lio, 4i"(-2')] §" {aft üanfrdad de St¡eJo enfe Jos lantcee 3/4" y N*. 4 {Campacfat:i*n,'tA§l{i*i: .01 -(6*$ü 0.0 s"ü 1ü0.ü xü0 1üQ 1 ó 1 §.?*1 lb)'"[(-2")-{ltlo 4)J(-?'} 11i2 738.7 6.'r 93.§ 1 §23.8 7.S s2.4 3/4" r1§3.5 §.§ 90^1 Condicicn*s de $ecado y L.avad* dc:l suel*: Retenido en la rnfilla N'4 112" 1§30.1 12.7 87.3 §ecaeio a 60 "C sin lavar J/ó ?19s.4 18.? 81.8 §5 85 üondicion*s #e Secsdo y Lavado