20120330 El Proceso de Exploracion Minera Mediante Sondeos

EL PROCESO DE EXPLORACIN MINERA

MEDIANTE SONDEOS

JORGE CASTILLA GMEZ

JUAN HERRERA HERBERT

MADRID, 2012

DEPARTAMENTO DE EXPLOTACIN DE RECURSOS MINERALES Y OBRAS SUBTERRNEAS

LABORATORIO DE TECNOLOGAS MINERAS

E.T.S. DE INGENIEROS DE

MINAS DE MADRID

Jorge Castilla Gmez

[email protected]

Juan Herrera Herbert

[email protected]

Universidad Politcnica de Madrid

Departamento de Explotacin de Recursos Minerales y

Obras Subterrneas

Laboratorio de Tecnologas Mineras

2012

Diseo de la Portada: Los autores

Imagen de portada: cortesa de Atlas Copco

ADVERTENCIA

El presente documento ha sido preparado con una finalidad exclusivamente divulgativa y docente. Las referencias a productos, marcas, fabricantes y estndares que pueden

aparecer en el texto, se enmarcan en esa finalidad y no tienen ningn propsito comercial.

Todas las ideas que aqu se desarrollan tienen un carcter general y formativo y el mbito de utilizacin se circunscribe exclusivamente a la formacin de los estudiantes de la UPM. La respuesta ante un caso particular requerir siempre de un anlisis especfico para poder dictaminar la idoneidad de la solucin, los riesgos afrontados en cada caso, adems de las incidencias en los costes de explotacin. Consulte siempre a su ingeniera, distribuidor o

fabricante de confianza.

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ndice de la obra

1. PROCESO DE EXPLORACIN MINERA .......................................................... 3 1.1 INTRODUCCIN ................................................................................................................ 3 1.2 LA PROSPECCIN Y LA EXPLORACIN COMO FASES EN LA VIDA DE UNA MINA ..................... 5

2. TCNICAS DE LA EXPLORACIN DE RECURSOS MINERALES .................. 9 2.1 RECOPILACIN DE INFORMACIN ................................................................................... 10 2.2 TELEDETECCIN Y GIS .................................................................................................... 10 2.3 GEOLOGA ...................................................................................................................... 12 2.4 GEOFSICA Y GEOQUMICA .............................................................................................. 13 2.5 CALICATAS ..................................................................................................................... 15 2.6 SONDEOS DE EXPLORACIN ............................................................................................ 16 2.7 INTERPRETACIN DE RESULTADOS ................................................................................. 17

3. TCNICAS DE PERFORACIN APLICADAS A LA EXPLORACIN MINERA ............................................................................................................ 19 3.1 INTRODUCCIN .............................................................................................................. 19 3.2 PERFORACIN A ROTACIN ............................................................................................ 21 3.3 PERFORACIN CON MARTILLO EN CABEZA ....................................................................... 25 3.4 PERFORACIN CON MARTILLO EN FONDO ........................................................................ 25 3.5 PERFORACIN A ROTACIN CON RECUPERACIN DE TESTIGO .......................................... 26 3.6 PERFORACIN A ROTOPERCUSIN .................................................................................. 31

4. CAMPAAS DE EXPLORACIN E INVESTIGACIN .................................... 33 4.1 PERFORACIN DESDE LA SUPERFICIE .............................................................................. 37 4.2 PERFORACIN SUBTERRNEA.......................................................................................... 38

5. MALLAS DE SONDEOS .................................................................................. 41 6. MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEOS ................................................. 43

6.1 RECOLECCIN DE DETRITUS SECOS ................................................................................ 43 6.2 RECONOCIMIENTO DE TESTIGOS DE ROCA ...................................................................... 44 6.3 MUESTREO Y ENSAYO DE TESTIGOS ................................................................................ 47

7. LABORES DE INGENIERA EN LA CAMPAA DE EXPLORACIN ............. 51 7.1 DATOS DE LA OPERACIN DE PERFORACIN .................................................................... 52 7.2 DATOS SOBRE LAS CARACTERSTICAS GEOLGICAS DE LOS TESTIGOS.............................. 53

8. MTODOS DE EVALUACIN DE RESERVAS ............................................... 55 8.1 MTODOS BASADOS EN ESTADSTICA CLSICA ................................................................ 55 8.2 MTODOS CONVENCIONALES .......................................................................................... 56 8.3 MTODOS GEOESTADSTICOS ......................................................................................... 58 8.4 SEMI-VARIOGRAMAS ....................................................................................................... 58 8.5 KRIGING ........................................................................................................................ 59

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9. CONTRATACIN DE SONDEOS .................................................................... 61 9.1 PRESUPUESTO POR METRO ............................................................................................. 62 9.2 PRESUPUESTO POR ADMINISTRACIN ............................................................................. 63

10. TENDENCIAS EN PERFORACIN ................................................................. 67 10.1 PERFORACIN DIRIGIDA APLICADA A LA EXPLORACIN MINERA ....................................... 67 10.2 INVESTIGACIN MARINA ................................................................................................. 70 10.3 Barco de Perforacin ....................................................................................................... 71 10.4 Planificacin de la investigacin marina ............................................................................. 72 10.5 Perforacin mediante equipos sumergibles ......................................................................... 73 10.6 PERFORACIN EN AMBIENTES EXTREMOS ........................................................................ 76 10.7 Trabajo en clima desrtico ............................................................................................... 76 10.8 Trabajo en clima polar ..................................................................................................... 77 10.9 Trabajo a gran altitud ...................................................................................................... 78 10.10 TENDENCIAS EN ANLISIS DE TESTIGOS.......................................................................... 80 10.11 Tcnicas de reconocimiento de testigo. ............................................................................. 80 10.12 Tcnicas de anlisis de muestras por XRF. Fluorescencia. .................................................... 82

11. BIBLIOGRAFA ................................................................................................ 85

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1. PROCESO DE EXPLORACIN MINERA

1.1 INTRODUCCIN Los proyectos de explotacin minera se pueden definir de manera conceptual como aquellos en los que se describe de manera detallada cada una de las fases necesarias para la extraccin de los recursos minerales. Para desarrollar dicho proyecto, son necesarias muchas tareas previas para llegar a poder definir las caractersticas del yacimiento a explotar, incluyendo como parmetro fundamental la calidad del mineral y su ubicacin espacial. En este aspecto es importante entender calidad de un mineral como la cantidad de elementos aprovechables econmicamente dentro de la matriz rocosa, adems de sus caractersticas geotcnicas, que nos influirn en gran medida en la seleccin del mtodo de explotacin. De este modo, es clave conocer tanto la forma del yacimiento como la concentracin de mineral en el macizo rocoso, debiendo definir la ley de mineral en cada uno de los puntos del yacimiento, con la mayor precisin posible. La forma de conocer las propiedades mineralgicas y el contenido de mineral en un macizo rocoso puede obtenerse de dos formas diferentes:

- Indirecta: por medio del estudio de parmetros inferidos, a partir de las propiedades de los minerales, de las roca encajante y del macizo rocoso.

- Directa: a travs del estudio de las propiedades de muestras de

minerales y rocas, bien a travs del estudio de afloramientos, bien por el estudio de muestras tomadas en profundidad.

En estudio de parmetros de forma indirecta se valdr de tcnicas de prospeccin geofsica, geoqumica, etc. para conocer el comportamiento del terreno frente a estmulos de tipo ssmico, elctrico y electromagntico, entre otros.

J. Castilla Gmez & J. Herrera Herbert

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Prospeccin area

Ser la determinacin del contenido mineral de un macizo rocoso de manera directa la que necesitar de un gran conocimiento de tcnicas de perforacin de sondeos en el campo de la Exploracin Minera, junto con un estudio geolgico pormenorizado de los posibles afloramientos de los yacimientos a estudiar.

Afloramiento en superficie (Fuente: Hiroshi Ohmoto - Sciencemag)


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1.2 LA PROSPECCIN Y LA EXPLORACIN COMO FASES EN LA VIDA DE UNA MINA

Se distinguen cuatro etapas de trabajo en una mina, denominadas tambin fases en la vida de una mina:

Prospeccin Exploracin Desarrollo Explotacin

La Prospeccin es la etapa en la que se buscan minerales aprovechables en una zona determinada. Las tcnicas que se usan son las basadas en estudios geolgicos, o bien mediante tcnicas basadas en geofsica, geoqumica, etc. En esta fase se determinas anomalas del terreno que justifiquen estudios posteriores de mayor precisin. La Exploracin ser aquella etapa en la que se realice un dimensionamiento del depsito mineral de modo que se definan tanto la forma y contenido de mineral como el valor de dicho depsito, entendiendo como valor a la cantidad de mineral que se puede extraer de manera rentable. El consecuente valor monetario siempre estar definido por el precio de cotizacin del mineral en el momento de su puesta en el Mercado. Para llegar al conocimiento de las caractersticas del depsito mineral habr que emplear herramientas y mtodos de cubicacin de yacimientos y clculo de leyes a partir de una serie discreta de muestras, por medio de anlisis geo-estadsticos. La etapa de Desarrollo ser aquella en la que se definen cada uno de los elementos que sern necesarios para la extraccin de mineral y su disposicin en el lugar ms adecuado, como por ejemplo, infraestructuras necesarias, planta de tratamiento, etc. de modo que no interfieran en fases posteriores. La culminacin del proceso de vida de una Mina ser la etapa de Explotacin, en la cual se establecen la sucesin de trabajos necesarios para alcanzar el depsito mineral, la secuencia necesaria y los mtodos de extraccin del mismo. La exploracin y la prospeccin son fases estrechamente ligadas y suelen combinarse entre s. En estas fases tendran un mayor peso las tcnicas geolgicas. El desarrollo y la explotacin son las fases, en las que son necesarios unos conocimientos ms relacionados con la Ingeniera Minera.


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Fase Procedimiento Intervalo de tiempo

1) Prospeccin

Bsqueda de menas Mtodos de prospeccin: Directo - fsica, geologa. Indirecto - geofsica, geoqumica. Localizacin de lugares favorables: Mapas, publicaciones, minas antiguas y presentes. Aire: Fotos areas, imgenes de satlite, mtodos geofsicos. Superficie: Mtodos geofsicos y geolgicos. Anomala - Anlisis - Evaluacin.

1-3 aos

2) Exploracin

Dimensin y valor del depsito mineral Muestreo: Excavacin, roza, sondeo. Cubicacin- clculo de leyes. Evaluacin.

2-5 aos

3) Desarrollo

Depsito mineral abierto para la produccin 1. Estudio del impacto de minera al medio

ambiente 2. Infraestructura 3. Planta 4. Explotacin

2-5 aos

4) Explotacin

Produccin de las menas Factores que influyen en la seleccin del mtodo de extraccin son geologa, geografa, economa, medio ambiente, aspecto social, seguridad.

10-30 aos

Fuente: HARTMAN (1987)

En el campo de la determinacin de las propiedades y caractersticas de los yacimientos minerales, hay conceptos que, en ocasiones, se usan indistintamente:

Investigacin Minera Prospeccin Minera Exploracin Minera

Algunos autores diferencian exploracin de prospeccin en lo que concierne su objetivo, y, a partir de ste, el principio de trabajo aplicado es diferente. El objetivo de la prospeccin es el reconocimiento general de un yacimiento mineral mientras que la exploracin est enfocada en un reconocimiento detallado del depsito mineral. El primer objetivo de la prospeccin es la localizacin de una anomala geolgica con propiedades potenciales de definirse como un potencial depsito mineral, un objetivo comn de la prospeccin y de la exploracin es la reduccin del rea de investigacin. Para que un proceso de prospeccin tenga xito se tiene que dar alguna de las tres


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condiciones siguientes:

Que se busque algn indicio donde nadie haya buscado antes Que se investiguen indicios que anteriormente hayan pasado

desapercibidos. En el caso de zonas mineralizadas conocidas, que se analicen nuevas

zonas rodeando a stas. Para llegar a establecer un buen proyecto minero de explotacin es necesario la correcta definicin del depsito mineral por medio de un exhaustivo proceso de prospeccin. Estos datos obtenidos sern los que servirn de base a la interpretacin geolgica del macizo rocoso, cuya exactitud estar cuestionada cuanto mayor sea la incertidumbre en los datos obtenidos. Por este motivo, durante la fase de prospeccin muchos de los datos obtenidos sern desechados tras confirmar la ausencia de materiales valorizables en su zona de influencia. Solo un pequeo nmero de las prospecciones realizadas sern apropiadas para la determinacin de las caractersticas del yacimiento y solo unas pocas de stas sern las que alcanzarn la fase del estudio de viabilidad para llegar a definir el proyecto minero de extraccin. En la Curva del Proceso de Exploracin se muestran diferentes casos de exploracin con diferente resultado. Los casos A y C son exitosos, con la diferencia de que la calidad de los estudios realizados en C es mayor que en A, puesto que se descartan menor nmero de prospecciones de una fase a otra en la etapa de Exploracin. La calidad ser funcin de los datos previos obtenidos. En cambio, el caso de la exploracin B es el caso ms tpico, en el que un gran nmero de prospecciones se van descartando a medida que se suceden las etapas del proceso de exploracin, hasta que llega un momento en el que se descartan todas las prospecciones realizadas. Este sera el caso en el que se abandona el estudio, porque los resultados obtenidos no superan las diferentes fases, sin llegar a culminar en un proyecto de explotacin.


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Curva del proceso de exploracin (Fuente: Traducido de R. Marjoribanks. 2010)

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2. TCNICAS DE LA EXPLORACIN DE RECURSOS

MINERALES El proceso de exploracin minera recoge un gran grupo de tcnicas multidisciplinares que son complementarias entre s. Como regla general habr que seguir una secuencia de trabajo tal que la informacin obtenida en cada una de las fases sirva de referencia para las fases posteriores. Con el fin de conocer la integracin de los sondeos de exploracin dentro del proceso general de prospeccin, se detallan cada una de las tcnicas empleadas. El correcto desarrollo de cada una de las fases determinar el xito de las siguientes.

Proceso de Exploracin (Elaboracin Propia)


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2.1 RECOPILACIN DE INFORMACIN El primer paso para comenzar el proceso de exploracin ser el de obtener toda la informacin previa, existente tanto de las caractersticas geolgicas de la zona objetivo, as como informacin de prospecciones realizadas en al zona con anterioridad. En este aspecto tambin es de elevada importancia toda la informacin relativa a explotaciones mineras en dicha zona. Esta informacin puede extraerse de operaciones mineras que estn actualmente en funcionamiento, o bien de minas que hayan cesado en las labores de extraccin mineral. En aquellos casos en los que no haya informacin relativa a este respecto, se pueden conocer indicios de restos arqueolgicos mineros, que pueden indicar explotaciones minerales en la Antigedad, y, por lo tanto, una primera seal de presencia de mineral explotable. 2.2 TELEDETECCIN Y GIS La teledeteccin es la tcnica de adquisicin, procesamiento e interpretacin de imgenes y datos asociados, que registran el comportamiento el terreno ante energa electromagntica incidente. Esta seal se obtiene por medio de equipos de medida remotos, con equipos inalmbricos. Esto equipos se emplean instalados en aviones y satlites. En exploracin minera se usan ambos sistemas, los basados en aviones y los que emplean satlites para la emisin y adquisicin de la informacin. Algunos sistemas solo estn disponibles mediante satlites (Landsat, SPOT) y otros estn nicamente disponibles para su uso en aeronaves, como los sistemas hiperespectrales. En cambio, los sistemas Radar se pueden aplicarse tanto en satlites como en aeronaves. Los sistemas hiperespectrales se caracterizan por registrar imgenes en cientos de bandas espectrales muy estrechas.


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Sistema de Teledeteccin aplicables a la exploracin minera (Sabins,1999) Las imgenes adquiridas mediante satlite tienen las siguientes ventajas:

- Pueden obtenerse registros de toda la corteza terrestre. - Las imgenes cubren gran cantidad de terreno. - El precio de adquisicin por kilometro cuadrado es relativamente ms

bajo. En cuanto a las desventajas de las imgenes obtenidas mediante satlite, pueden ser:

- Las tecnologas hiperespectrales ms recientes solo estn disponibles para su uso en aeronaves, no en satlite.

- Las campaas de teledeteccin mediante aeronaves pueden configurarse de tal manera que se adapte mejor a una cierta zona de estudio.

La informacin obtenida mediante teledeteccin se gestiona de manera digital y se integra con la informacin georeferenciada del terreno mediante programas especficos denominados Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG, o bien GIS, por sus siglas en ingls, Geographic Information System) Este software permite reunir todos los datos obtenidos y realizar clculos precisos por ordenador. Los sistemas GIS se integran con otros programas especializados


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para procesado de datos geofsicos y todo tipo de imgenes. Permiten gestionar informacin referenciada geogrficamente mediante capas y solapar datos vectoriales como fallas geolgicas, e informacin geotrmica, por ejemplo.

Mina Escondida (Chile) (Fuente: NASA/Japanese Space Team) 2.3 GEOLOGA La geologa es la ciencia bsica para el estudio de la Tierra, para lograr as determinar posibles zonas de presencia de minerales explotables econmicamente. Uno de los aspectos ms importantes que aporta la geologa al proceso de exploracin minera es conocimiento de la paragnesis de los diferentes minerales para saber dnde y cmo aparecen en la corteza terrestre. A partir de datos obtenidos y junto con el estudio de afloramientos en superficie, la Geologa reproduce un modelo del terreno, imprescindible para escoger tanto los lugares donde realizar las prospecciones posteriores, como para definir qu propiedades de los minerales son determinables con las dems tcnicas de prospeccin.


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Como herramienta de partida, la Geologa se basa en mapas geolgicos de la zona objetivo, de modo que determinara con una mayor precisin los datos concretos de la zona objetivo. 2.4 GEOFSICA Y GEOQUMICA En reas donde los afloramientos son escasos, o bien la zona ha sido extensamente explotada, lo que se suele llamar reas de exploracin maduras, se puede hacer uso de las tcnicas geofsicas y geoqumicas para incrementar las posibilidades de encontrar contenido mineral. Las tcnicas geofsicas y geoqumicas normalmente miden propiedades objetivas que tienen en mayor o menor medida todos los minerales y que dan lugar a gran cantidad de datos digitales referenciados geogrficamente. Los tcnicos geofsicos y geoqumicos entienden dos tipos de prospeccin: aquella que busca definir la geologa regional y aquella que busca directamente la presencia de depsitos minerales. En muchos casos, ambos tipos se solapan porque cada tipo puede dar lugar a otro. El objeto de las tcnicas que buscan definir la geologa regional es la creacin de mapas con la distribucin de una cierta propiedad de un suelo o roca. Puede ser, por ejemplo, patrones de reflejo electromagntico, susceptibilidad magntica o conductividad de la roca. Esas medidas no tienen necesariamente una relacin directa con un depsito mineral buscado. Los datos son usados junto con mapas geolgicos y otros mapas creados al efecto por los gelogos a partir de observaciones directas de la superficie terrestre. Los modelos geolgicos son usados para predecir dnde puede encontrarse los yacimientos y dirigir bsquedas posteriores. El segundo tipo de prospeccin geofsica/geoqumica, que busca definir directamente un depsito mineral, busca medir valores inusuales o anmalos de rocas, que tienen relacin directa con un depsito mineral. Este tipo de prospecciones suele hacerse a partir de datos de prospecciones previas, puesto que cubren un rea relativamente pequea y su coste es generalmente elevado. El paso crtico es el definir qu valores se consideran anmalos, para poder considerar esos valores como parte de un depsito mineral. Estos valores seleccionados sern los que servirn como punto de partida para definir la forma, tamao y valor del depsito mineral. Para mejorar la precisin de estos datos habr que recurrir a un programa de exploracin ms detallada, que suele ser una campaa de perforacin de sondeos.


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Anomalas magnticas en Exploracin (Proyecto Takhilt. Mongolia) Los principales tipos de exploracin geoqumica son:

- Muestreo en rocas: Este tipo de muestreo incluye las rocas superficiales, materiales de filones y capas y trabajos subterrneos.

- Muestreo en redes de drenaje: Incluye muestreos de sedimentos de corrientes de agua, lagos y aguas subterrneas.

- Muestreo de suelos: En este tipo de investigaciones se incluyen el muestreo superficial y profundo de suelos, de suelos transportados y de suelos residuales.

- Muestreos biogeoqumicos: Incluyen el muestreo de hojas y tallos de la vegetacin.

- Muestreos geobotnicos: Consiste en la interpretacin de la relacin entre la litologa y los diferentes tipos de vegetacin.


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En cuanto a mtodos geofsicos los mtodos que se usan con ms frecuencia en la valuacin de yacimientos metlicos son:

- Mtodo magntico - Mtodo gravimtrico - Mtodos electromagnticos - Mtodo de polarizacin inducida - Mtodos elctricos - Mtodos ssmicos

2.5 CALICATAS Cuando aun se tiene incertidumbre de los datos obtenidos, la apertura de calicatas puede ser una forma fcil y rpida de obtener ms informacin litolgica y estructural de una zona determinada de la corteza superficial. Las calicatas son zanjas de que se abren sobre la superficie hasta alcanzar la roca para conocer la estructura y calidad del material de cobertera que se encuentra cubriendo el macizo rocoso.

Calicata de exploracin (Fuente: Lucky Strike Resources Ltd.) Las calicatas cuentan con las siguientes limitaciones:

- La profundidad no suele exceder de 4m - La presencia de agua limita su utilidad. - El terreno debe poderse excavar con medios mecnicos. - Para su ejecucin es imprescindible cumplir las normas de seguridad

frente a derrumbes de las paredes, as como cerciorarse de la ausencia de


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instalaciones, conclusiones, cables, etc. 2.6 SONDEOS DE EXPLORACIN La realizacin de una campaa de prospeccin puede implicar realizar todas y cada una de las fases anteriores, aunque, durante el proceso, por las caractersticas de la zona y resultados obtenidos puede prescindirse de alguna de ellas. Es esencial que una vez dado por finalizado las tcnicas de prospeccin previas se debe haber definido una zona de anomalas que necesite ser estudiada con mayor precisin. La manera de conocer ms en detalle el terreno que presenta tales anomalas es tomar muestras en profundidad de la zona a estudiar, por medio de una, o varias, campaas de sondeos de exploracin. La perforacin de sondeos es una de las ms importantes y quiz una de las ms caras tcnicas de exploracin. En casi todos los casos, los sondeos de perforacin son los que localizan y definen el valor econmico de una mineralizacin, y la perforacin proporciona los test esenciales para la verificacin de todas las ideas, teoras y predicciones que han sido generadas en prospecciones precedentes y en las dems fases del proceso de exploracin. En cualquier campaa de exploracin, el porcentaje del presupuesto asignado a perforacin de sondeos objetivo (conocidos tambin como sondeos exploratorios) proporciona una media de la eficiencia de la campaa, entendiendo por sondeos objetivo aquellos que se perforan en zonas donde existen pruebas fehacientes de la existencia de mineralizacin, para distinguirlos de aquellos que se perforan para definir la geologa regional. En algunas compaas se ha comprobado a lo largo de los aos que, al menos, el 40% del presupuesto de la exploracin debe invertirse en la perforacin de esos sondeos objetivo. Adems de la inversin realizada en sondeos de exploracin, es imprescindible que la calidad de los datos obtenidos sea muy alta, porque sobre estos datos se

Anomala geofsica (color violeta) seala el yacimiento mineral de Las Cruces en profundidad. CR001: primer sondeo exploratorio. (Fuente: CLC)


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basarn interpretaciones posteriores que implicarn inversiones mucho mayores, como son el diseo de la futura explotacin. 2.7 INTERPRETACIN DE RESULTADOS La ltima fase del proceso de exploracin ser la recopilacin de todos los datos adquiridos. Con estos datos ser necesario el estudio de todos ellos para lograr una interpretacin lo ms cercana a la realidad posible, realizando un modelo geolgico tridimensional que recoja los valores de concentracin mineral y su distribucin en el macizo rocoso. El principal problema que surge a veces en el proceso de exploracin es la dificultad de pasar de un conjunto de datos discreto, que, aunque puede ser muy numeroso, no son datos continuos que nos permitan definir el cuerpo mineral automticamente, siendo necesaria una interpretacin de los mismos. Dentro de esta interpretacin, uno de los datos clave a obtener es la determinacin de las reservas minerales, para lo cual se pueden emplear tcnicas clsicas de cubicacin (secciones, triangulacin o polgonos), o bien uso de modelos de bloques, en los que resultan necesarias tcnicas geoestadsticas para su correcta interpretacin.

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3. TCNICAS DE PERFORACIN APLICADAS A LA EXPLORACIN

MINERA 3.1 INTRODUCCIN Hay un gran nmero de tcnicas de perforacin, pero, sin pretender ser un tratado de mtodos de perforacin, se van a describir los mtodos de perforacin ms empleados en exploracin minera. Estos mtodos son: perforacin a rotacin con recuperacin de testigo (perforacin con corona de diamante), perforacin a rotacin y perforacin a rotopercusin. La eleccin del mtodo de perforacin requiere siempre llegar a un compromiso entre velocidad, coste y cantidad y calidad de la muestra a recuperar, adems de aspectos logsticos y medioambientales. Las tcnicas de perforacin aplicadas a la exploracin minera son las siguientes:

- Perforacin a rotacin - Perforacin a rotopercusin - Perforacin a rotacin con recuperacin de testigo

Las tcnicas ms habituales son la perforacin a rotacin y la perforacin a rotacin con recuperacin de testigo, siendo esta ltima la tcnica que posibilita la obtencin de muestras de roca para su posterior anlisis. De menor a mayor coste comparativamente, los mtodos a rotacin son los ms baratos, seguido por la perforacin a rotopercusin, siendo la tcnica generalmente ms cara la perforacin con diamante.


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Mtodos de perforacin de sondeos de exploracin minera (modificado de Lpez C. 2001)


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3.2 PERFORACIN A ROTACIN Los sistemas de perforacin a rotacin (Rotary Drilling, en ingls) se caracterizan por que la perforacin realizada nicamente por la rotacin del elemento de corte, sobre la que se ejerce un empuje desde el extremo del varillaje, con ausencia del elemento de percusin. Por este motivo, este sistema es usado principalmente en formaciones rocosas blandas, que son perforadas a travs del corte por cizalladura. La perforacin rotativa es la ms rpida, ms barata y ms sencilla de los mtodos de exploracin minera. Se obtiene un rendimiento ptimo en formaciones sedimentarias, llegando incluso a la centena de metros por relevo. La rotacin se genera por medio de un conjunto de motor y engranajes, llamado cabeza de rotacin que adems mueve hacia arriba o hacia abajo la sarta de perforacin para proporcionar el empuje requerido sobre la boca de perforacin. El empuje aplicado a la boca a travs de la tubera y de presin adicional, debe ser lo suficientemente poderoso como para que los dientes o insertos de la broca sobrepasen la resistencia a la compresin de la roca. La limpieza del detritus de perforacin es habitualmente realizada por aire comprimido. En perforacin de mayor dimetro y longitud, para la extraccin de petrleo y/o gas, esta limpieza se realiza con lodos de perforacin. Aunque algunas perforadoras rotativas vienen montadas sobre neumticos en camiones para obras civiles o canteras, generalmente las mineras son montadas sobre chasis con orugas planas, dependiendo del uso y terrenos a los que se les vaya a destinar. Las mquinas rotativas se componen de un cuerpo estructural, convertidor de corriente alterna a continua, generador, motor principal, compresor, motor hidrulico, motor del cabezal, motor de propulsin, equipo de empuje e izado y gatos niveladores.


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En general, suelen presentar mayores dimensiones y suelen ser ms complejos que los de percusin. Si se comparan, ambos coinciden en el tipo de plataforma (triler o semitrailer) normalmente con mayor nmero de ejes para mejor reparto del peso. El mstil, a veces de tipo telescpico, est constituido por una estructura metlica reforzada y es abatible y/o desmontable para el transporte. Adems de los motores, cabrestantes, etc., suelen llevar montados sobre el chasis otros elementos mecnicos como bombas de lodos, compresor, etc., segn las caractersticas de cada equipo. Pero en cambio, son claramente distintos los elementos que constituyen la sarta de perforacin. En la perforacin por rotacin se usa generalmente como elemento de corte el tricono, que tritura y desgarra la roca. Todas las mquinas mencionadas, se fabrican en muy diversos modelos que varan en peso, potencia, presin de trabajo, consumo de aire comprimido, etc. dependiendo del trabajo a que se les destine. Las marcas comerciales acreditadas en el mercado, son numerosas y los volmenes de ventas que algunas de ellas alcanzan a tener en ciertas pocas, se debe a la introduccin de innovaciones mecnicas o de eficiencia, ya que en principio, todas las mquinas y sus mecanismos de operacin son muy parecidos en la mayora de las marcas.

Estructura de un tricono (traducido de Uralbmt)


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En condiciones buenas de perforacin se suele utilizar el aire como fluido de limpieza. En formaciones difciles puede usarse agua o lodos, pero la recuperacin del detritus requiere equipos complementarios. El detritus se recoge en ciclones para su posterior anlisis. Por ejemplo, para un dimetro de perforacin de 114mm se puede obtener un detritus de dimisiones entre 6 y 10 mm, lo que permite efectuar un reconocimiento geolgico y mineralgico. Las dos principales variantes del sistema de rotacin son la rotacin con circulacin directa y la rotacin con circulacin inversa. La principal diferencia entre ambas radica en el sentido de circulacin del fluido de perforacin. No obstante, ya los modernos equipos de perforacin a rotacin suelen estar preparados para trabajar a varios sistemas (circulacin directa o inversa, rotopercusin, rotacin con aire), pudiendo de este modo adaptarse a las condiciones especficas de cada perforacin. Cuando el dimetro de una perforacin es grande, la velocidad del fluido de perforacin en el anular comprendido entre la pared del varillaje y el terreno, resulta muy pequea e insuficiente para elevar el detritus o ripio a la superficie, haciendo lenta y peligrosa la perforacin. Para evitar esto se invierte el sentido de circulacin del fluido de perforacin, es decir, se le hace descender por el anular y retornar por el interior del varillaje, que adems, es de mayor dimetro. Con ello se obtienen tres ventajas:

- Gran capacidad de extraccin de detritus debido a la alta velocidad del fluido de perforacin en el interior del varillaje.

- Pequea cantidad de descenso del fluido de perforacin por el anular, con mnimo efecto de erosin en las paredes del terreno, disminuido an por tratarse de lodo limpio, sin partculas de detritus.

- Posibilidad de emplear (si la formacin se sostiene) fluido de perforacin (lodos) de baja densidad y viscosidad, puesto que la capacidad de arrastre del detritus est confiada a su alta velocidad en el interior del varillaje. Con estos lodos ligeros, que pueden llegar a ser agua limpia, no se corre el riesgo de impermeabilizar acuferos de poca potencia o escasa presin.

La principal diferencia entre los equipos de rotacin directa o los de rotacin inversa es que, mientras los primeros utilizan una bomba de fluido de perforacin (lodos), los segundos utilizan un compresor, que generalmente suele llevar su propio motor. En ambos casos, estos elementos suelen ir montados sobre el propio chasis de la mquina, aunque a veces, debido al tamao de los compresores suelen ir en remolques independientes.


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Otra diferencia entre la rotacin directa y la inversa estriba en el varillaje, aunque en la circulacin inversa las varillas que se utilizan por debajo de la cota de inyeccin del aire son comunes a las de circulacin directa. En cuanto a las herramientas de corte son iguales en la rotacin directa y en la inversa, aunque adaptadas al particular tipo de circulacin. Por ejemplo, a los triconos se les obturan los "jets", mientras que para la aspiracin se abre un orificio central. Mientras que el problema ms frecuente de la circulacin directa es el emboce de las pias del tricono por insuficiente limpieza, en la circulacin inversa, el problema ms frecuente es la obstruccin de la aspiracin de cantos gruesos. En sondeos poco profundos, el efecto de circulacin inversa se puede provocar por aspiracin, generalmente mediante bombas centrfugas, aunque en la prctica, su eficacia se ve limitada a unos seis metros. El efecto de "aspiracin" se puede lograr de varios sistemas: utilizando un varillaje de doble pared o con conductos laterales, de forma que puede inyectarse aire a presin mediante un compresor. A una profundidad determinada se introduce el aire, mediante un sistema de vlvulas, al interior del varillaje, que est relleno de agua o lodo. La inyeccin del lodo provoca un "aligeramiento" en la columna de lodo del interior del varillaje con respecto a la columna del anular, con la consiguiente diferencia de presin que induce un efecto

Equipo de perforacin a rotacin para exploracin minera (Atlas Copco)


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de "aspiracin". De este modo el lodo asciende por el interior del varillaje, arrastrando el detritus de perforacin hasta el exterior. En perforacin de sondeos de exploracin, es habitual el uso de la circulacin inversa, porque se obtiene una alta recuperacin y menor contaminacin de las muestras. 3.3 PERFORACIN CON

MARTILLO EN CABEZA El mtodo de perforacin con martillo en cabeza (en ingls Top Hammer Drilling) es aquel en la que el martillo de perforacin que genera la percusin est situado en el extremo de la sarta de perforacin, situado sobre la deslizadera de la columna de perforacin. Por tanto, la energa de impacto se transmite desde el martillo hasta la boca de perforacin a travs de toda la sarta de varillaje en forma de ondas de choque. Este mtodo es rpido para la perforacin en roca en buenas condiciones. Tiene como inconveniente que la sarta de perforacin sufre la percusin del martillo y adems en la perforacin de barrenos largos (>20m, aproximadamente) pueden surgir grandes desviaciones en la perforacin. 3.4 PERFORACIN CON

MARTILLO EN FONDO En la perforacin con martillo en fondo (Down the Hole Drilling, DTH), el martillo que proporciona la percusin est colocado en el interior del barreno, estando en contacto directo con la boca de perforacin. De este modo el pistn del martillo transmite de manera ms eficiente la energa al elemento de corte. As, las prdidas de energa son insignificantes a medida que se aumenta la longitud de perforacin. Este es el mtodo ms empleado para la perforacin de barrenos largos (>20m), ya que se reducen las desviaciones en estos casos y se reduce tambin el desgaste de la sarta de perforacin.


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Este mtodo puede usarse tanto en rocas competentes como en rocas ms blandas. Tiene como inconveniente que el dimetro mnimo de perforacin debe ser mayor que en la perforacin con martillo en cabeza puesto que debe haber espacio para alojar el conjunto de los elementos del propio martillo. Las barras son tubos de seccin circular con dimetro de 63,5 a 102 mm (2 a 4) para bocas o elementos cortantes entre 76,2 a 152,4 mm (3 a 6) Se caracterizan por conseguir una velocidad de penetracin ms constante que el martillo en cabeza. 3.5 PERFORACIN A ROTACIN CON

RECUPERACIN DE TESTIGO En todo proceso de exploracin existe un punto en el que despus del estudio realizado con mtodos indirectos prospeccin es necesaria la verificacin de stos mediante la toma de muestras de roca en profundidad. Esta toma de muestras se realiza por medio de los sistemas de perforacin con recuperacin de testigo. Los testigos son las muestras del macizo rocoso que nos van a permitir un anlisis directo de los diferentes materiales que atraviesa, as como la presencia de mineralizaciones, para estudiar su potencial explotacin. La perforacin a rotacin con recuperacin de testigo se basa en que un elemento de corte de forma anular, con diamantes industriales incrustados colocado en el extremo de una sarta de perforacin, corta la roca obteniendo un cilindro de roca que se aloja en el interior de la sarta, a medida que el elemento de corte avanza. El elemento de corte se denomina corona de diamante. La perforacin con coronas de diamante y recuperacin de testigo es, generalmente, el mtodo de perforacin ms til de cara a la obtencin de muestras para su anlisis, inspeccin visual y ensayo, particularmente en depsitos masivos de leyes bajas donde la mineralizacin se distribuye a travs de la roca matriz. Sin embargo, la recuperacin de los testigos es baja en las zonas mineralizadas superficiales debido a la fracturacin, meteorizacin o friabilidad del material, siendo entonces necesario recoger muestras procedentes del fluido de perforacin, incrementndose los costes.


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En la perforacin con diamante el agua es el fluido de perforacin ms usual, aunque el aire es usado en algunas ocasiones con xito. En ocasiones tambin se usa una mezcla de agua y lodo. El agua se bombeada por el interior de la sarta de perforacin hasta alcanzar la corona de diamante, saliendo por el espacio anular entre la sarta de perforacin y la roca. En la superficie, el agua de retorno suele ser recogido en un tanque donde se decanta el contenido de finos en suspensin procedentes del detritus de perforacin. Una vez decantado, el agua puede ser recirculado de nuevo. El testigo recuperado se aloja en los denominados tubos sacatestigos (o portatestigos), que permiten su desmontaje en el exterior para una mejor maniobrabilidad del mismo. Para la extraccin de los ncleos de roca se han desarrollado tubos sacatestigos de diferentes caractersticas que han permitido mejorar la recuperacin en terrenos difciles. En los sondeos profundos el sistema Wireline ha posibilitado la extraccin de testigos sin extraer todo el varillaje en cada maniobra.


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El testigo entra en el tubo interior (portatestigo), situado dentro del tubo de sarta de perforacin inmediatamente detrs de la corona de perforacin. Se evita que el testigo caiga de nuevo en el barreno por medio de un casquillo en forma de cua montado en la base de la sarta, llamado muelle rompetestigo o portatestigo. La longitud de las barras es normalmente de hasta 6 metros de longitud, dependiendo del tamao del equipo de perforacin. Cuando la barra est completa con testigo en su interior, el tubo portatestigo se extrae de la sarta, por medio de una mordaza que se baja por el interior de la sarta hasta que pesca anclndose a un dispositivo con forma de arpn. Este es el denominado sistema wireline. En esta posicin la barra portatestigos queda liberada y una vez en el exterior el testigo puede extraerse fcilmente gracias a que esta barra suele poder desmontarse longitudinalmente, siendo especialmente til en el caso de testigos altamente fracturados o alterados. Una vez extrado el testigo se monta de nuevo y se desciende de nuevo hasta la corona de perforacin.

Operacin de extraccin de testigo (Atlas Copco) La perforacin con coronas de diamante es relativamente lenta y costosa, consiguindose rendimientos de 15 a 20m por relevo en buenas condiciones. En cuanto al coste, como regla general, puede decirse que el precio de un metro perforacin con corona de diamante equivale a perforar hasta 4 metros de perforacin con circulacin inversa y hasta 20 metros de perforacin a rotacin. La perforacin con corona de diamante permite realizar sofisticados estudios


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geolgicos, e incluso se pueden obtener gran volumen de muestra para evaluaciones geoqumicas. El testigo puede ser orientado permitiendo la medida de las estructuras geolgicas, reproduciendo la posicin del testigo en el macizo rocoso. Los tamaos de testigo estndar van desde 27 mm a 85 mm de dimetro. Los dimetros de testigo usados normalmente con el sistema wireline son: AQ (27 mm), BQ (36,5 mm), NQ (47,6 mm), HQ (63,5 mm) y PQ (85 mm). Desde casi todos los puntos de vista, el mejor tamao de testigo es el mayor posible. Mayores dimetros permiten mejor grado de recuperacin y permiten menores desviaciones en la perforacin. En testigos de mayor tamao se facilitan los ensayos geoqumicos y los clculos de estimacin de reservas. Sin embargo, el coste de la perforacin con corona de diamante crece exponencialmente en relacin al tamao de testigo, por lo que hay que llegar a una solucin de compromiso entre dimetro y coste

Coronas de diamante para recuperacin de testigo (Sandvik)


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Testigo de roca (ABRA Mining)


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3.6 PERFORACIN A ROTOPERCUSIN El sistema de perforacin a rotopercusin se basa en que la perforacin se logra a travs de la combinacin de aplicar a la sarta de perforacin un empuje y una rotacin, junto con una percusin, logrando as una mejor fragmentacin de la roca.

Esta tcnica es aplicable en investigaciones en las que los cuerpos mineralizados estn prximos a la superficie o en ciertas zonas donde exista un recubrimiento difcil para cualquiera de otros mtodos de perforacin (perforacin con diamante o perforacin a rotacin) y sea necesario atravesar esa formacin para despus proseguir con otro de los mtodos (recuperacin de testigo o perforacin con tricono). Este sistema tiene el inconveniente de que no se puede extraer testigo continuo. En sondeos superficiales los mtodos de perforacin pueden ser con martillo en cabeza o bien martillo en fondo. A partir de 20-30m es habitual el uso de martillo

Equipo de perforacin a rotopercusin (Sandvik)


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en fondo. En ambos casos el detritus se tiene que recoger en ciclones y captadores de polvo, introducindolos en bolsas de plstico para su posterior anlisis. Los equipos de perforacin son los diseados para la perforacin de barrenos de voladura, con chasis adaptados a cada caso.

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4. CAMPAAS DE EXPLORACIN E INVESTIGACIN

Una de las decisiones ms difciles en el proceso de exploracin es decidir cundo empezar la campaa de exploracin e, incluso ms difcil es decidir cundo parar. Es decir, cundo saber que se tiene informacin suficiente para definir el cuerpo mineralizado con la precisin necesaria. La presin de empezar la campaa de exploracin ser mayor cuando, durante el proceso de exploracin, ya se ha identificado una mineralizacin en superficie. En este punto rpidamente se querr elaborar un programa para definir el depsito mineral en profundidad. Sin embargo, no se deber comenzar la campaa hasta que no se tenga una idea general de la geologa en superficie para predecir cmo puede ser la configuracin del depsito para optimizar el programa de perforacin. El ingeniero encargado de la campaa de exploracin se enfrentar a numerosos problemas, tanto logsticos como geolgicos. Se deber tomar la decisin de qu tipo de perforacin es la idnea, el espaciamiento entre sondeos, el ritmo de perforacin y la empresa de perforacin a contratar. En las primeras fases de la exploracin los trabajos de perforacin se dirigen a obtener una idea de la extensin y forma del cuerpo mineralizado por medio de sondeos a rotacin y en fases posteriores se definen la ubicacin y el nmero de sondeos con recuperacin de testigo. Esto es debido a que el coste de los sondeos a rotacin es menor que con recuperacin de testigo. La logstica del programa de perforacin debe tratarse con cuidado para definir adecuadamente el nmero de equipos, tcnicos y humanos, necesarios para perforar, consumibles y repuestos. En ciertos casos, en lo que la campaa se ubica en lugares remotos de difcil acceso, se podr necesitar apoyo areo mediante helicptero y apoyo por carretera en lugares ms accesibles.


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Campaa de exploracin en zonas aisladas A muchos lugares se tendr que llegar por carretera, lo que implicar construir caminos de acceso y construir plataformas de trabajo para que los equipos de perforacin se ubiquen con la mayor estabilidad posible, y en posicin horizontal. El tamao de la malla de perforacin depender del objetivo de la campaa y del tamao de la anomala encontrada. Esto depende de la informacin disponible hasta ese momento, y puede no ser precisa. La campaa de sondeos puede cambiar las consideraciones previas en cuanto a la geologa del depsito mineral. En relacin al ngulo de perforacin, los sondeos verticales son los ms fciles de realizar y los ms baratos, y se usan habitualmente para mineralizaciones superficiales o para depsitos diseminados. Sin embargo, los sondeos inclinados habitualmente se eligen para mineralizaciones profundas. En todo caso, el objetivo de toda campaa de perforacin deber ser el interceptar perpendicularmente la mineralizacin, con el sondeo inicial, inmediatamente debajo de la zona ms meteorizada. Los sondeos de exploracin tienen por objeto fundamental determinar la presencia o ausencia de zonas mineralizadas y obtener una idea preliminar de qu ley y tamao tienen dichas zonas, para llegar a una estimacin de la estimacin de las reservas minerales existentes. La malla inicial de perforacin depender de los accesos debidos a la orografa inicial, el cual ser muy limitado en zonas de montaa.


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Situacin ideal de los sondeos, en relacin a la mineralizacin (Moon, 2006) Los requisitos de una campaa de exploracin juegan un papel importante en la eleccin del mtodo de perforacin. Por ejemplo, si el rea a explorar es geolgicamente compleja, la estructura geolgica es confusa y no hay zonas bien definidas para ubicar el programa de perforacin (zonas objetivo), o bien, hay muchas posibles zonas objetivo, puede ser imprescindible incrementar el nivel e conocimiento de la geologa a travs de los sondeos de perforacin. En este caso, la mejora del conocimiento de la estructura del macizo rocoso puede ayudar a priorizar las zonas en las que se han observado anomalas, para comenzar, con campaas de perforacin con circulacin inversa, o simplemente con una densilla campaa de perforacin a rotacin. Adems, la eleccin del tipo de sondeo y diseo de la campaa depende de:

- La geometra del cuerpo mineralizado. - La calidad necesaria de las muestras. - Profundidad y dimetro de perforacin. - Accesibilidad de la maquinaria - Energa disponible

En la exploracin en investigacin de yacimientos los sondeos se llevan a cabo, habitualmente desde la superficie y solo en el caso en que la mina est preparada o en desarrollo se puede proceder a la ejecucin de sondeos desde labores subterrneas. Antes de empezar una campaa de exploracin, se deben llevar a cabo una de tareas por parte del equipo de gelogos, para asegurar el xito de la campaa:


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- Elaborar mapas de los afloramientos en los alrededores de los sondeos lo

ms detallada posible (preferiblemente a escala 1:1.000 o mayor) antes de comenzar la perforacin. Idealmente, la escala del registro de los datos de sondeo debera ser comparable a los mapas, pero la menor densidad de datos geolgicos en superficie se suele elaborar a menor escala.

- Dibujar un perfil geolgico a lo largo del sondeo propuesto. Si existe alguna superficie en relieve significativa, dibujarla con una precisin en la escala vertical de un metro. Si no hay mapas topogrficos que lo reflejen, debern elaborarse a posteriori.

- Dibujar una seccin con la trayectoria propuesta para el sondeo, junto con el resto de informacin obtenida en prospecciones previas, de tipo geofsico y geoqumico, por ejemplo.

- Predecir las intersecciones con estructuras geolgicas que deber encontrarse el sondeo en su trayectoria.

- Estas predicciones debern ser anotadas para tener en cuenta los motivos de perforar cada sondeo y qu es lo que se espera encontrar en cada uno, adems de ser un apoyo para interpretaciones posteriores, para resolver posteriores conflictos en la interpretacin de resultados.

Las campaas de perforacin deben ser controladas en todo momento para controlar los costes del mismo. Se deben identificar cada una de las intersecciones con el cuerpo mineralizado. En las fases iniciales de la perforacin el ingeniero responsable de la campaa debera estar a pie de sondeo para controlar rpidos avances, controlando el detritus de perforacin recogido de sondeos perforado con equipos a rotopercusin, por ejemplo. En el caso de perforacin con recuperacin de testigo, se deber examinar el testigo recuperado diariamente, hacer los registros iniciales, y decidir la ubicacin de los siguientes sondeos, teniendo especial dedicacin cuando se intercepten mineralizaciones o se est cerca del final programado de sondeo. Se debern registrar y dibujar de forma grfica los datos de la mineralizacin, las litologas y estructura de la roca encajante. Tan pronto como la informacin este disponible. Usualmente la decisin ms difcil al estar al frente de una campaa de exploracin es decidir cundo parar de perforar. Las principales situaciones para tomar esta decisin son:

- No se ha encontrado ninguna mineralizacin. - La mineralizacin se ha interceptado, pero no es de ley econmicamente

explotable. - La perforacin ha interceptado mineralizaciones de ley explotable, pero la


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continuidad de la misma es limitada o el tamao de la misma no es de inters.

- El cuerpo mineralizado es de ley explotable y se ha definido el yacimiento con suficiente precisin.

- Se ha acabado el presupuesto. Toda la informacin obtenida de los sondeos debe ser almacenada tanto si el resultado de la campaa es positivo, como si se hubiera abandonado por no encontrar ningn cuerpo mineral. Esto es debido a que la informacin obtenida puede ser til para posteriores campaas de exploracin de la misma empresa, o incluso, puede ser informacin rentable para otras empresas de exploracin. 4.1 PERFORACIN DESDE LA SUPERFICIE Con el fin de tener mayor probabilidad de interceptar yacimientos verticales o sub-verticales, generalmente, los sondeos de superficie se perforan inclinados, de 30 a 60, con respecto a la horizontal. Un sondeo inclinado dar en yacimientos horizontales un volumen de muestra mayor que el que corresponde al espesor real, por lo que deber prestarse atencin a la correccin de la dimensin obtenida. Un problema frecuente aparece a la hora de atravesar los materiales de recubrimiento alterados. Es necesario revestir el sondeo y es usual emplear tcnicas de perforacin y entubado simultneo (ODEX-Overburden Drilling with Eccentric Drilling)

Fundamento del sistema ODEX (Adaptado de DPMF)


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4.2 PERFORACIN SUBTERRNEA Los sondeos realizados desde labores subterrneas pueden ser:

- Verticales - Inclinados - Horizontales

Las dimensiones de las galeras limitan el tamao de la maquinaria, limitando, por tanto, la longitud de avance de la sonda.

Las sondas deben estar habilitadas para perforar en todas direcciones, siendo la polivalencia del equipo un factor clave. Puede ser necesario el empleo de tubos sacatestigos y varillaje ms corto de lo normal (< 3m). Por este motivo el nmero de maniobras se incrementa en gran medida, por lo que tener sistemas automatizados de manejo del varillaje incrementa en gran medida la produccin.


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Sondeos en una previamente explotada (Moon, 2006)

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5. MALLAS DE SONDEOS La decisin acerca del nmero de sondeos, y su disposicin geomtrica es compleja y de extremada importancia, interviniendo factores de diferente tipologa:

- Factores geolgicos - Factores econmicos - Factores estadsticos

El primer sondeo a realizar se realizar normalmente en el punto en el que se haya detectado en superficie la anomala ms notable en procesos de prospeccin previos. La mayora de programas de sondeos se planifican de modo que, despus del sondeo inicial se perforan varios sondeos, revisando los resultados una vez finalizados para comprobar que los resultados concuerdan con los esperados. A partir de aqu, el espaciamiento entre sondeos vendr definido por el tamao de la anomala detectada, datos de depsitos similares, informacin de campaas de exploracin prximas, y de la experiencia del equipo de investigacin. La localizacin y orientacin de los sondeos vendr definida por los resultados del sondeo inicial. Si este primer sondeo no refleja el contenido mineral esperado, se debera seleccionar la siguiente anomala objetivo para su estudio. Una vez que el depsito ha sido definido, al menos parcialmente, se debe verificar la continuacin de la mineralizacin. Llegados a este punto, el espaciamiento entre sondeos depender del tipo de mineralizacin y la continuidad predicha en estados previos de la exploracin. Por ejemplo, en el caso extremo en el que se trate de un depsitos filonianos, el objeto de los sondeos ser principalmente para definir la estructura, ms que para definir la concentracin de mineral, la cual puede ser determinada de mejor forma mediante muestreos desde el subsuelo. El espaciamiento entre sondeos tpico para depsitos filonianos es de 25-50 metros y para depsitos estratificados, desde cien metros hasta varios cientos de metros Las mallas de sondeos pueden ser regulares o irregulares. Aunque las condiciones geolgicas puedan favorecer inicialmente las mallas irregulares, sern de mayor utilidad las mallas regulares ya que proporcionan un grado de conocimiento uniforme y permiten efectuar ms fcilmente una interpretacin visual de los resultados. Las mallas regulares son aquellas que presentan, en proyeccin


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horizontal un esquema geomtrico definido. Las mallas pueden ser: rectangulares, triangulares o poligonales. Las ms utilizadas son las mallas rectangulares y triangulares porque presentan mayor facilidad en los trabajos de evaluacin de reservas. Los espaciamientos de malla utilizados generalmente (y para que sirvan de referencia) en la investigacin de diferentes tipos de yacimientos se muestran en la tabla adjunta. La malla de sondeos ptima ser aquella que proporcione mayor cantidad posible de informacin, al menor coste posible. Frecuentemente, las campaas de sondeos se plantean con una secuencia o avance en etapas en las que la abertura de la malla se cierra progresivamente. La toma de decisiones depende mucho del volumen de datos disponibles y determinaciones analticas, as como la interpretacin geolgica. En este campo la geoestadstica es determinante.

Secuencia de perforacin de campaas de sondeos (Modificado de Lpez, 2001)

Tipo de yacimiento Espaciamiento de malla

Prfidos cuprferos

75 x 100 m 50 x 75 m

Hierro (taconita) 60 x 90 m 30 x 60 m Bauxita 15 x 30 m

Molibdenita 60 x 60 m Carbn

bituminoso 500 x 500 m 150 x 150 m

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6. MUESTRAS PROCEDENTES DE SONDEOS

Aunque se piense que una campaa de sondeos se planifica por adelantado, cada sondeo proporciona informacin al conocimiento de la estructura geolgica, de modo que este programa puede sufrir variaciones a medida que avanzan los trabajos de perforacin. Para poder tomar decisiones a este respecto se tiene que supervisar la campaa y recoger todas las muestras extradas y almacenarlas adecuadamente. Los tipos de muestras que pueden obtenerse de los sondeos pueden ser:

- Detritus seco obtenido durante la perforacin de sondeos con aire, recogindose mediante ciclones y colectores de polvo

- Detritus hmedo, obtenido del lodo procedente de la perforacin en la que se ha empleado agua como fluido de barrido. Habr que someterlos a tratamientos posteriores para su reconocimiento.

- Testigos de suelo o roca obtenidos con tubos sacatestigos 6.1 RECOLECCIN DE DETRITUS SECOS El detritus seco obtenido de emplear perforacin con circulacin inversa se obtiene a travs de un cicln colocado en el retorno del fluido de barrido. Con la doble sarta de perforacin que tiene la perforacin con circulacin inversa, el aire comprimido se inyecta a travs del espacio anular entre los dos tubos y retorna a la superficie por el interior de la sarta, transportando el detritus en suspensin. De este modo se protege el detritus de posibles contaminaciones. Es importante que se vaya recolectando la mayor cantidad de detritus posible a intervalos de perforacin constantes. El perforista logra esto de tres formas diferentes:

- El sondeo es sellado en el emboquille, de modo que la muestra debe circular a travs de toda la sarta de modo que acabe en un colector de polvo en la parte superior de la sarta.

- El sondista contina aplicando aire a ata presin por un pequeo periodo de tiempo despus de cada avance (generalmente 1 2 metros) para


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limpiar todo el detritus de la sarta, antes de efectuar una nueva maniobra. Esta tcnica se conoce como blowback

- En la cabeza de perforacin, todo el detritus pasa a travs de un cicln de gran tamao, de modo que sedimenten todas las partculas en suspensin.

Recogida de muestras de detritus en perforacin con circulacin inversa (Sandvik, Marjoribanks 2010)

6.2 RECONOCIMIENTO DE TESTIGOS DE ROCA Los testigos obtenidos mediante perforacin con corona de diamante proporcionan informacin muy valiosa para una identificacin geolgica posterior. Pero el manejo de los testigos se debe realizar de manera sistemtica y muy cuidadosa, para no proporcionar informacin confusa o errnea. Adems, la cantidad de metros de testigo obtenido es tal que se necesitan una infraestructura que permita su almacenamiento para poder localizar fcilmente cada sondeo realizado. Para ello, toda la longitud de sondeo recuperado se coloca en las llamadas cajas de testigos, que sern aquellos elementos que permitan almacenar las muestras obtenidas de manera ordenada para su posterior reconocimiento y reconstruccin de la secuencia obtenida. Con un primer vistazo sobre la caja de testigos de roca se pueden observar estructuras litolgicas a gran escala, pero para observar formaciones ms en detalle hay que extraer el testigo de la caja y rotarlo para incidirle luz en diferentes direcciones. Una vez identificada la litologa, habr que identificar la orientacin de las estructuras encontradas para correlacionarla con la estructura del macizo rocoso.


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Se suele estar familiarizado con la apariencia de la estructura de la roca de forma plana o relativamente plana, como aparecera en un afloramiento, en un mapa, o en referencias bibliogrficas. Si embargo, la misma estructura a veces puede resultar difcil de identificar o de interpretar correctamente cuando se presenta en forma cilndrica en un testigo de un sondeo.

Trabajo con testigos de roca y cajas porta testigos (Abra Mining) La traza de una estructura plana (como juntas o filones,) en la superficie de un testigo cilndrico, aparece como una elipse. Cualquier elipse puede ser definida por la longitud de su eje mayor, su eje menor y el ngulo entre ambos. De este modo, se puede referenciar estos datos con la orientacin del sondeo, para conocer la posicin real de la estructura reconocida. En los testigos tambin pueden reconocerse fallas, mejor dicho, micro-fallas. Cuando la falla intersecta una estructura previa en un gran ngulo, el desplazamiento puede observarse a simple vista. A veces, se ignoran las micro fallas durante el registro de datos en el sondeo, pero a veces, puede ser un


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indicativo de fallas a mayor escala. En ocasiones el testigo se presenta de aspecto frgil, o incluso hay zonas de poca o nula recuperacin de testigo. Estas pueden ser debidas a zonas ms frgiles del macizo rocoso, como presencia de intercalaciones de arcilla, o ser indicativo de zonas de fluencia de agua, o alteraciones anmalas en profundidad.

Aspecto de estructuras planas y fallas en testigos de roca (Marjoribanks,2010) En pequeas piezas de testigo es relativamente fcil ver pequeas estructuras, o bien, espaciamientos de juntas pequeos, pero estructuras grandes, es decir, para formaciones geolgicas mucho mayores que el dimetro del testigo, pueden ser


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difciles de reconocer en el testigo.

Efecto de escala en los testigos de sondeos (Marjoribanks, 2010) 6.3 MUESTREO Y ENSAYO DE TESTIGOS El anlisis y ensayo de testigos durante las fases tempranas de la campaa de exploracin tiene dos propsitos. El primero es proporcionar un ndice de las potenciales leyes minerales presentes, en caso de que las haya. El segundo es conocer dnde estn y de qu forma estn distribuidas esas leyes en el depsito mineral. Este conocimiento es necesario para ubicar la perforacin de nuevos sondeos. En la primera fase de la campaa de exploracin, los intervalos de la toma de muestras durante la perforacin de un sondeo los determina la geologa. Es decir, aunque se debe marcar y catalogar toda la longitud del testigo del sondeo, se tiene que prestar especial atencin a los modelos establecidos por mtodos previos, para detectar las estructuras presupuestas en los modelos geolgicos. Estos intervalos de inters sern seleccionados en funcin de la geologa y se debern indicar sobre el propio testigo a medida que se obtienen las muestras. Los lmites de la mineralizacin deberan corresponder con los que la geologa indicaba previamente, pero se debern reflejar los lmites reales encontrados. Puede decirse que cada


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muestra debe responder a las incertidumbres que la geologa encontraba. Cuando por la calidad del material no puede recuperarse el testigo correspondiente a una longitud determinada, es importante reflejar este hecho, para una correcta interpretacin posterior. Cuando se vayan a realizar ensayos sobre los testigos de toca, es habitual que se realicen ensayos destructivos, por lo que, no se podran realizar ensayos posteriores. Por ese motivo es habitual cortar mediante sierra circular el testigo por su eje longitudinal, por la mitad, o incluso en cuatro partes. La decisin de usar el testigo completo, medio testigo o un cuarto de testigo depende del contenido mineral, de modo que la muestra tomada sea representativa del contenido mineral del testigo completo. Por este motivo, en el caso de la prospeccin de oro, es mejor utilizar muestras cuanto ms grandes mejor. Sin embargo, el ensayo de testigos completos debera considerarse siempre como ltimo recurso, porque, como se ha dicho anteriormente, se imposibilita un reconocimiento posterior. Los mtodos para tomar muestras de testigos para su ensayo dependen del estado del testigo: Algunos de estos mtodos son:

1. Muestreo con navaja. Esta tcnica se emplea cuando se encuentran estructuras hmedas de arcilla. Este material es blando y solo se puede realizar su ensayo, cortando escamas con una navaja.

2. Muestreo con cuchara. Si el material est altamente fragmentado, el nico mtodo realstico es usar una cuchara o una esptula para recoger una seccin representativa de la muestra para cada intervalo objeto de estudio. Se deber repartir homogneamente la muestra y dividir en mitades, ensayando una mitad y guardando el resto.

3. Molienda del testigo. Si la muestra no se considera interesante para ser cortada con sierra circular, se puede moler parte del testigo completo para ser ensayada por mtodos geoqumicos a modo de comprobacin.

4. Fragmentacin por cincel. En rocas cristalinas relativamente homogneas como rocas gneas o rocas sedimentarias masivas pueden obtenerse muestras para ensayo con un cincel. Este mtodo es til en el caso de que se trabaje en lugares remotos, donde no haya disponible una sierra de disco.

5. Corte con sierra de disco. Este es el mtodo estndar de trabajo y el preferido para tomar muestras de testigos. En este caso el testigo es cortado longitudinalmente con una sierra circular usando discos de


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diamante. Este mtodo es relativamente lento y caro, es la nica manera de obtener una muestra de testigo de manera precisa.

Sierra de disco para testigos de roca (Fuente: Strength Int. y E.A. Minerals)

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7. LABORES DE INGENIERA EN LA CAMPAA DE EXPLORACIN

Toda campaa de exploracin, deber ser supervisada y controlada en todo momento por un tcnico cualificado y con experiencia, de acuerdo a lo descrito en el pliego de condiciones correspondiente que debe acompaar a todo proyecto de ejecucin. La labor general del tcnico competente, en esta clase de trabajos, consiste en:

- La direccin y supervisin del trabajo, en la que debe tomar las decisiones oportunas en cuanto a las incidencias surgidas durante la realizacin del mismo.

- Testificacin. En la fase de ejecucin de la perforacin, el tcnico competente debe llevar a cabo la testificacin del sondeo mediante: la descripcin del material que se est extrayendo, bien sea proveniente de detritus o testigo; la toma de datos tales como la velocidad de la sonda en la perforacin, descripcin de incidencias, prdidas de agua en el proceso, etc.; la seleccin de muestras que sern enviadas al laboratorio para su posterior anlisis. Ha de destacarse que, en muchos de los casos, esta labor de testificacin se realiza en el laboratorio, usando la informacin que toma la empresa contratista de sondeos, ante posibles incidencias.

Los trabajos de perforacin y testificacin se realizan para determinar in situ las condiciones del suelo o del macizo rocoso. Cualquier incidencia, prdida de testigo o daos debidos al tipo de trpano, sarta, o cualquier otro equipamiento usado, o bien el uso de tcnicas inadecuadas usadas en la campaa de exploracin tiene que ser anotado. Esos factores pueden tener un efecto notable sobre la cantidad y condicin del ncleo recuperado, particularmente en zonas de terreno de mala calidad, meteorizado, o intensamente fracturado. Los registros geolgicos requieren una descripcin adecuada de los materiales atravesados, equipo de perforacin, tomamuestras y condiciones geotcnicas, adems de interpretaciones geolgicas.


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Los registros completos de los sondeos requieren una descripcin adecuada de los depsitos minerales y de la roca encajante, un sumario detallado de los mtodos y condiciones de perforacin y unas caractersticas fsicas de la roca, as como parmetros necesarios para asegurar la mejor interpretacin geolgica y el mejor anlisis posible. Se suele realizar un registro diario de las operaciones realizadas donde se registrarn todas las incidencias y detalles de cada sondeo. A continuacin se indican los parmetros que pueden medirse para una correcta supervisin de la campaa de exploracin en funcin de cada una de las operaciones realizadas. 7.1 DATOS DE LA OPERACIN DE PERFORACIN Al comienzo de todo registro deben figurar los datos de identificacin del proyecto, caractersticas del proyecto, y adems:

- Nmero de sondeo (cdigo de identificacin) - Ubicacin. - Coordenadas. - Altitud. - Rumbo. - ngulo de perforacin. - Fecha de comienzo del sondeo. - Fecha de finalizacin del sondeo. - Datos de la empresa perforista, as como de los operarios. - Datos de la mquina empleada.

o Marca y modelo de mquina empleada. o Barras y tubos portatestigo. o Trpano de perforacin. o Sarta de perforacin. o Equipo de anlisis de agua.

- Sistema de perforacin y condiciones de trabajo o Mtodo de perforacin o Condiciones de trabajo: ritmo de trabajo, avance obtenidos, o Comentarios del perforista: problemas ocurridos, cambios de

ritmo de perforacin, sobrepresiones del equipo, atranques... A este respecto frases como sin problemas o perforacin normal no son tiles para interpretaciones posteriores, mientras que una informacin ms detallada puede dar informacin sobre cambios de litologa capas de gran dureza, o intercalaciones ms blandas, como presencia de arcillas, por ejemplo.


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- Fluido de perforacin: tipo de fluido, composicin y aditivos empleados - Retorno del fluido: porcentaje de fluido recuperado. - Color del fluido de perforacin en el retorno. - Presencia de cavidades: profundidad de la cueva e intervalo atravesado. - Entubado - Cementacin empleada. - Tipo de terminacin del sondeo. Se debe indicar cual ha sido en las que se

deja el sondeo cuando se ha terminado. - Razn por la que se ha dado por terminado el sondeo. Indicar si se ha

llegado a la profundidad, objetivo o bien se ha dejado de seguir perforando por cualquier otro motivo.

- Tiempo de perforacin. Se debe reflejar el tiempo que ha llevado la construccin del sondeo, que puede obtenerse desde los datos del contratista. Este dato es clave en la determinacin de los costes de ejecucin.

Sera conveniente proporcionar tanto las coordenadas del sondeo como de la estacin de referencia. El ngulo de perforacin puede expresarse con respecto a la vertical o con respecto a la horizontal, por lo que deber indicarse la referencia utilizada. Tambin se deber reflejar la profundidad a la que se ha encontrado roca sana, as como los niveles en los que se ha encontrado presencia de agua. 7.2 DATOS SOBRE LAS CARACTERSTICAS

GEOLGICAS DE LOS TESTIGOS Respecto a las caractersticas reseables que pueden registrarse durante las labores de perforacin de sondeos se encuentran las siguientes:

- Datos sobre el nivel de presencia de agua. Pueden anotarse la profundidad (o altitud) de los niveles de aparicin, caudal y presiones de pozos artenianso. Tambin deben registrarse cada uno de los datos anteriores durante el avance del sondeo, al comienzo y al final del turno, etc.

- Ensayos realizados. Longitud de muestra analizada y ensayo (por ejemplo ensayo SPT.

- Columna litolgica obtenida - Tipo de roca - Litologa. Composicin, tamao de grano, textura, color. - Meteorizacin y alteraciones observadas. - Textura. - Exfoliacin y bandeado reconocible. - Dureza. - Discontinuidades. Incluyendo juntas, fracturas y contactos entre


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formaciones. Se debe asignar los cambios de propiedades a la profundidad en la que se han observado. Igualmente se describirn parmetros fsicos como espaciamiento y orientacin respecto a la generatriz de sondeo. Adems es importante detallar el relleno existente entre las familias de juntas.

- Prdidas de sondeo. Indicar las zonas de baja recuperacin de testigo, as como el grado de recuperacin.

Parte de estos datos se obtendrn directamente a pie de sondeos mientras que otros se pueden obtener una vez procesados los sondeos en laboratorio. Las labores de catalogacin y archivo de los testigos de roca obtenidos se har de manera continua usando las cajas portatestigos de modo que no se pierda informacin o sta se confunda para lograr una informacin menos contaminada y que sea ms fcil de llevar a cabo los trabajos de interpretaciones geolgicas posteriores.

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8. MTODOS DE EVALUACIN DE RESERVAS

Durante el proceso de exploracin y evaluacin inicial del depsito mineral, el principal nfasis se ha puesto en definir la geologa y la estimacin de la cantidad y calidad de recursos existentes. Los datos son recopilados desde diversos programas de muestreo, incluyendo campaas de perforacin de sondeos, informacin de calicatas, etc obteniendo muestras directas, en forma de detritus, en forma de testigo o en forma de muestras de rocas tomadas en afloramientos. El objetivo de todo este proceso es el de obtener un inventario de minerales. Solamente una vez conocido el contenido de mineral presente en el macizo rocoso, junto a la forma del depsito mineral, ser posible comenzar la evaluacin del proyecto minero, para saber si es rentable la explotacin del mismo por mtodos mineros. En este aspecto ser la ley de corte, la que establezca qu yacimiento es econmicamente explotable y por otro lado habr que establecer cul es el mtodo ptimo de explotacin. Para la estimacin de los recursos minerales disponibles se pueden distinguir los mtodos: los mtodos convencionales y los mtodos geoestadsticos, adems de los basados en estadstica clsica. 8.1 MTODOS BASADOS EN ESTADSTICA CLSICA Unos de los mtodos de estimacin de reservas empleados son aquellos que se basan en el uso de estadstica bsica para su definicin. El uso de estos mtodos generalmente est restringido a una estimacin global del volumen o ley que comprende el depsito mineral. Estos mtodos se basan en establecer una serie de valores que se asignan como valores medios a un rea definida. En este aspecto se usar el clculo de la varianza como una medida del error de estimacin realizado. Cuando se usan mtodos de estadstica no espacial es importante que las muestras tomadas sean independientes unas de otras (este aspecto se cumple para muestras aleatorias, por ejemplo). Si la toma de muestras se tomara asumiendo algn


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conocimiento geolgico previo de la estructura mineral, el depsito calculado tendra un sesgo en su definicin por estos mtodos. En estos casos habra que aplicar este mtodo diferenciando las zonas previamente definidas. Los datos obtenidos se suelen representar habitualmente en grficos de distribucin de frecuencias (histogramas) y diagramas de dispersin (grficos de correlacin). Las distribuciones se suelen aproximar a distribuciones de tipo gaussiano o log-normal.

Representacin de datos (Moon, 2006) 8.2 MTODOS CONVENCIONALES En el clculo de los recursos o reservas potenciales de un determinado depsito mineral una de las frmulas ampliamente usadas es:

= Donde T es cantidad de reservas (en toneladas), A es el rea de influencia de una seccin plana (en km2), Th es el espesor del depsito en ese rea de


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influencia (en metros) y BD es la densidad del material en el macizo. sta densidad incluye el espacio ocupado por los poros. Se obtiene en laboratorio, a partir de muestras de campo. El rea de influencia se obtiene de un plano o seccin del depsito geolgicamente definido. Los mtodos convencionales habitualmente usados son: contornos de espesor, construidos manualmente sobre plano, polgonos, tringulos, secciones o una malla aleatoria.

Mtodos convencionales de estimacin del rea de influencia: a) isopacas (curvas de mismo espesor), b) polgonos, c) tringulos, d) secciones, e) malla aleatoria. (Moon, 2006)

La eleccin de cada mtodo depender de la forma, dimensiones y complejidad del depsito mineral y del tipo, dimensiones y patrn de muestreo (malla de muestreo). Estos mtodos tienen varios inconvenientes que estn relacionados con las hiptesis sobre las que estn basados, especialmente el rea de influencia de los datos de muestreo y generalmente no tienen en cuenta ninguna correlacin de mineralizaciones entre muestras ni cuantifican ningn tipo de error de estimacin. Existen otros mtodos englobados como mtodos convencionales, como el mtodo del inverso de la distancia, usado principalmente en paquetes de anlisis informtico.


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Estos mtodos son ampliamente conocidos, y aplicados en minera con un xito considerable. Los resultados obtenidos aplicando cada uno de los mtodos se deberan contrastar entre s para obtener un resultado adecuado. 8.3 MTODOS GEOESTADSTICOS De manera general, se puede decir que los mtodos geoestadsticos estn basados en que las variables de un depsito mineral (leyes, espesores de la mineralizacin, etc.) son funcin del medio geolgico. Si cambian la geologa y las condiciones estructurales se producen cambios en la ley o calidad del mineral y la distancia entre mineralizaciones o, incluso la potencia dentro de un mismo depsito mineral. Sin embargo, las muestras que son tomadas relativamente prximas tienden a reflejar las mismas condiciones geolgicas y tienen similar ley y similar potencia de mineralizacin. A medida que la distancia entre muestras crece, la similitud, o grado de correlacin, disminuye, hasta que se llega a una distancia en la que no hay correlacin entre ellas. 8.4 SEMI-VARIOGRAMAS Los mtodos geoestadsticos cuantifican este concepto de variabilidad espacial dentro de un depsito y se muestra en forma de semi-variograma. Una vez calculado ese semi-variograma se tiene que interpretar ajustndolo a un modelo definido. Existen diversos modelos que ayudan a identificar las caractersticas del depsito a estudiar.

Ejemplo de semi-variogramas: terico (derecha) y experimental (izquierda) (Moon 2006)


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Suele haber habitualmente una discontinuidad cerca del origen, que se denomina efecto pepita (C0). Esto es generalmente debido a diferencias entre valores de las muestras, o bien, para el caso de muestras muy cercanas entre s, como pudieran ser dos mitades de un mismo testigo que puede incluir inexactitudes en el muestreo o en ensayos, y estn asociados a errores aleatorios. En el semi-variograma se observa una zona de gran pendiente que indica un rpido cambio en la variabilidad de los resultados, y una zona donde la pendiente del grfico se acerca a cero. A partir de ese punto los valores de la muestra son independientes entre s, y presentan una variabilidad igual a la varianza terica de las muestras. Es decir, los valores obtenidos de muestras separadas una distancia mayor no muestran ninguna correlacin entre s. La representacin de semi-variogramas tiene una cierto carcter anisotrpico. Es decir, el estudio tiene cierto carcter vectorial, lo que implica que las distancias medidas entre muestras dependen de la direccin que se considere. Esto se acusa en mayor medida, por ejemplo en depsitos de tipo filoniano. 8.5 KRIGING El Kriging es una tcnica geoestadstica de estimacin usada para estimar el valor de un punto o un bloque como una combinacin lineal de variables desde muestras normalmente distribuidas en cada bloque. Esta tcnica considera una variabilidad de las muestras en la asignacin de los pesos de cada una. El Kriging es capaz de medir el error esperado o estimado. Este mtodo da mayor peso en el clculo a muestras cercanas entre s, que a muestras distantes, de modo que se establezca un parmetro para mostrar le continuidad, anisotropa y geometra del depsito mineral.

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9. CONTRATACIN DE SONDEOS Existen una gran variedad de factores que afectan al desarrollo y resultado final del sondeo. Algunos de estos factores pueden ser relativamente bien conocidos de manera que su incidencia en el desarrollo del sondeo puede ser prevista. Sin embargo no ocurre lo mismo para otros factores que quedan siempre sometidos a imponderables. Esta incertidumbre afecta, como es lgico, al sistema de contratacin de un sondeo. Se pueden definir varios tipos de contratacin para sondeos de investigacin, pero principalmente se pueden considerar los siguientes:

- Precios unitarios. Definiendo las distintas unidades en que se puede dividir la totalidad del sondeo y estableciendo precios unitarios para cada una de ellas. Las unidades principales a considerar seran, traslados de llegada y retirada, traslados entre puntos para nuevos sondeos, metros a perforar y metros de tuberas de distintos dimetros, agua para fluidos de perforacin, horas de parada para pruebas, testigos, etc. Este tipo de contratacin es aconsejable cuando no se conoce bien la zona a perforar principalmente condiciones geolgicas e hidrogeolgicas, sin embargo la dificultad del programa tcnico no debe ser grande (no grandes profundidades).

- Tanto alzado. Fijando un precio global para la realizacin del sondeo, no considerndose generalmente la realizacin de pruebas y ensayos. Normalmente esta forma de contratacin se da para sondeos en donde se conoce a priori bien las caractersticas de los terrenos a perforar.

- Administracin. En este caso se definen los traslados, montajes, horas

de funcionamiento con distintas tarifas que corresponden al tiempo empleado segn las actividades que se realicen, horas de parada imputables en cierta medida a reparaciones y a pruebas o ensayos. Por tanto con excepcin de los traslados, montajes y desmontajes se paga por horas.


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Este tipo de contratos se firman para sondeos profundos en donde no existe un buen conocimiento de los terrenos a perforar.

Si exceptuamos el segundo tipo de contratos, poco habitual, se tiene pues los dos modelos tradicionales conocidos por contratacin por metro y contratacin por administracin. Ello da lugar a dos tipos de presupuestos diferentes que se van a analizar posteriormente. Son muy diversos los factores que van a influir la preparacin de uno u otro tipo de presupuesto y trabajo, pero se pueden resumir en los siguientes:

- Profundidad de investigacin, por lo tanto tipo de maquinaria. - Conocimiento contrastado de la geologa del lugar. - Nmero de sondeos realizados hasta la fecha en la zona. - Acabados y ensayos que se desean realizar. - Etc.

Como norma general se puede decir que los sondeos hasta 700-800 metros se pueden contratar por metro, mientras que los sondeos de profundidad superior o de dificultades especiales se pueden contratar por administracin. 9.1 PRESUPUESTO POR METRO A continuacin se presenta el esquema de las unidades de precio que se utilizan habitualmente en este tipo de sondeos:

1. TRASLADO INICIAL Y RETIRADA FINAL. Incluye el movimiento de todo el equipo con materiales auxiliares, desde la base Q. la zona de trabajo, con personal de trabajo y montaje.

2. TRASLADOS ENTRE SONDEOS. Para campaas de varios sondeos. El importe suele depender de la distancia entre sondeos.

3. PERFORACION DE METRO DE SONDEO. Se suele establecer tarifas por tramos de 100 metros. No obstante para rotopercusin la tarifa suele ser comn para toda la profundidad.

4. PRECIO DE HORA DE EOUIPO EN UTILIZACION. Existen labores que no se someten a precio cerrado como puede ser: cementaciones, entubacin, reperforacin, ensayos, etc. En estos casos se contrata por administracin.


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5. PRECIO DE HORA DE PARADA. Cuando por causas ajenas a la empresa

perforadora el equipo deba estar inactivo: fraguado de cemento, espera de materiales, espera de rdenes, medidas en el sondeo, etc.

Existen despus una serie de labores que son a cargo del propietario del sondeo: permisos y pagos de ocupacin, accesos, obra civil, incluido emplazamiento y balsas, suministro de agua, tubera de revestimiento, etc. Algunas de estas partidas pueden ser gestionadas por el contratista que posteriormente pasa el cargo al propietario. En el precio de perforacin por metro va incluido todo el material fungible. En el caso del lodo de perforacin est incluido un lodo bentontico normal o la mezcla de agua y taladrina. Si se deben emplear lodos especiales; los productos requeridos son suministrados por el propietario. Los precios ofertados no incluyen nada sobre control o toma de datos del sondeo. Es habitual una toma de ripio cada metro, y una descripcin muy "grosso modo" y "versin sondista de los terrenos atravesados. En el caso de testigo generalmente las empresas facturan separadamente el valor de las cajas porta-testigos. 9.2 PRESUPUESTO POR ADMINISTRACIN En estos casos el propietario o cliente corre a cargo de todos los gastos existentes en el sondeo. Paga un alquiler por la prestacin y mantenimiento del equipo de perforacin y el personal de la mquina. Este es el caso aplicable a sondeos profundos. Dada la complejidad de este tipo de contrata se presenta a continuacin un modelo de los ms completos posible relativo a una perforac

20120330 El Proceso de Exploracion Minera Mediante Sondeos

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