Informe De Geotecnia.docx

I.

INTRODUCCION

El presente informe busca exponer el trabajo realizado y los conocimientos adquiridos en la salida de campo realizada al cerro Azoguini en el día 18 de junio del presente del año y los posteriores ensayos realizados en el laboratorio de la Facultad de Ingeniería de Minas todo esto dentro del curso de Geotecnia Minera. El área estudiada se encuentra ubicada en la parte de “Alto Huáscar” a afueras de la Ciudad de Puno a la cual se trasladó el grupo completo del curso para la extracción de muestras y demás actividades relacionadas. La salida de campo tiene por objeto permitir que el alumno fortalezca sus conocimientos con las experiencias obtenidas durante la visita al área estudiada, aplicando los conocimientos adquiridos durante la carrera de la ingeniería de minas. Los ensayos de laboratorio tienen por objeto permitir que el alumno fortalezca sus conocimientos en funciones de cálculos con datos y empleo de equipos de laboratorio que ayudan en la extracción al realizar los ensayos, aplicando los conocimientos adquiridos durante la carrera. En particular, la practica consistió en seguir experimentando con las rocas poder apreciar cómo se hace la extracción de los testigos corte de las mismas, para posteriormente hacer los ensayos de compresión simple, carga puntual y tracción indirecta. A continuación, se entregará una breve descripción de nuestra salida de campo y el ensayo de laboratorio en la cual se dará a conocer principalmente los temas de: La resistencia a la compresión simple de la roca, carga puntual y tracción indirecta de la roca estudiada.

II.

OBJETIVOS

Objetivo General. 

Determinar la resistencia a la compresión simple, carga puntual y tracción indirecta de la roca estudiada.

Objetivos Específicos    

III.

Hallar la densidad y contenido de humedad de la matriz rocosa. Realizar los cálculos pertinentes empleando la teoría que involucra a los ensayos. Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado. Comprender la metodología y procedimientos en el ensayo.

MARCO TEÓRICO

GENERALIDADES UBICACIÓN UBICACIÓN POLÍTICA La ubicación política de la zona de estudio es la siguiente. UBICACIÓN POLITICA DEPARTAMENTO

Puno

PROVINCIA

Puno

DISTRITO

Puno

ZONA DE ESTUDIO

Cerro Azoguini

UBICACIÓN GEOGRÁFICA Puno (San Carlos de Puno, 4 de noviembre de 1668), es una ciudad del sureste del Perú, capital del departamento de Puno y provincia de Puno, La ciudad de Puno según el Instituto Nacional de Estadística e Informática es la vigésima ciudad más poblada del Perú y albergaba en el año 2007 una población de 125.663 habitantes.

Coordenadas

Fuente: Wikipedia.org

15°50′36″S 70°01′25″OCoordenad

as: 15°50′36″S 70°01′25″O (mapa) Español Idioma oficial Ciudad Entidad Perú • País • Departamento Puno Puno • Provincia Puno • Distrito Dirigentes • Alcalde (2015- Ivan Flores Quispe 2018) Eventos históricos 4 de noviembre de 1668 • Fundación Altitud 3810 m s. n. m. • Media Población () 120 229 hab. • Total Puneño(a) Gentilicio UTC-5 Huso horario

ACCESIBILIDAD La accesibilidad al área de estudiada esta descrita en la siguiente imagen, con una distancia 4 km de la Universidad Nacional del Altiplano aproximadamente.

LEYENDA: RECORRIDO EN VEHICULO RECORRIDO A PIE

Fuente: Google Maps

CLIMA En lo referente al clima, la ciudad de Puno predomina el frío, siendo éste más intenso en el invierno, principalmente en los meses de mayo, junio y julio, alcanzando valores inferiores a 0 °C En cuanto a su temperatura media esta es de entre 5 a 10°C, la temperatura máxima se mantiene uniforme a lo largo del año durante todos los meses con un promedio de 18,0 °C, no de la misma manera la temperatura mínima que tiene como un promedio los −7,5 °C durante el mes de julio. Generalmente el verano es la estación húmeda, incluye los meses de diciembre a marzo, en los cuales la precipitación media varía entre los valores de 83,9 mm a 181.3 mm, la mejor temporada es la primavera, comprendida entre septiembre y diciembre, ya que es soleada y con baja humedad.

Fuente: Wikipedia.org

FLORA Y FAUNA  FLORA: Abundante, ichu, cebadilla, pasto, totora y arbustos entre otras.  FAUNA:  Se encuentra los camélidos (llamas, alpacas).aves de lago.

Fuente: Internet

GEOLOGIA GEOLOGIA REGIONAL La situación geológica de la región Puno, está controlada por la depresión altiplánica entre la cordillera Volcánica (occidental) y la cordillera de Carabaya (oriental) en la que se ha emplazado elLago Titicaca, formándose así la cuenca de Puno de situación volcánica en periodo de calma. GEOMORFOLOGIA Se basa en el análisis de la topografía del lugar y la explicación de las geo formas. El área de estudio forma parte de la unidad geomorfología regional denominado “Altiplano”. El altiplano es una gran Cuenca intramontañosa de los Andes Centrales del Perú, Bolivia y Argentina, delimitada por una divisoria de aguas conformada por la cordillera volcánica (occidente) de varios pisos altiplánicos y la cordillera de Carabaya (Oriental) compuesta por levantamientos tectónicos de rocas metamórficas, sedimentarias e intrusivas coronadas con extensos glaciares, que tiene de sur a norte, unos 300 kilómetros, por 200 km de ancho, aproximadamente. En su parte central se localiza el Lago Titicaca, que tiene una superficie de 8 380 km2 de los cuales 4 996.28km2 pertenecen al Perú; con una altitud que varía entre los 3800.00 a 4000.00 m.s.n.m. La depresión central que ocupa el Lago Titicaca ha formado una zona circunlacustre con cadenas montañosas bajas y taludes, razones por las que se encuentra influenciada por las características climáticas e hidrológicas circunlacustres. En el área altiplánica hacia la bahía del Lago, el relieve es empinado a mediamente empinado, que permite el incremento de la escorrentía, la erosión del suelo y el afloramiento de rocas. Los puntos más altos de la cuenca corresponden a los afloramientos rocosos volcánicos de origen reciente y resistentes (4500.00 m.s.n.m.), luego los de origen sedimentarios, seguido de los depósitos recientes que llegan a niveles de la cota de lago (3812.00m.s.n.m.) LITOLOGIA El estudio geológico debe reconocer los diferentes tipos de roca que existen en el lugar, sus contactos, estructuras, características de alteración y fracturamiento. Los afloramientos que ocupan mayores extensiones pertenecen a rocas del Cenozoico, luego en orden decreciente el Mesozoico. Su distribución está controlada por la depresión altiplánica entre la Cordillera Occidental Volcánica y la Oriental metamórfica-sedimentaria, bordeando la orilla circunlacustre donde se ha emplazado el Lago Titicaca. ROCAS SEDIMENTARIAS Comprende las formaciones geológicas sedimentarias todo la micro cuenca. a. Formación Calizas-Ayabaca (Cenomaniana-Turoniano) (K-ay)

Deriva su nombre de la localidad de Ayabacas en el cuadrángulo de Juliaca, en la carretera Juliaca-Taraco, corresponde a una secuencia sedimentaria conformada por calizas de color gris claro con variaciones gris violáceo, intercalada porlutitas rojizas. Las capas de caliza dentro de la formación son generalmente gris claro a oscuro masivas, lajosas, o finamente laminadas. En la ciudad de Puno las calizas se presentan intercaladas con lutitas, margas, dolomitas, en potentes estratos de colores grises y beis representados por los cerros Azoguini al Oeste, Huajje, Catahuine. Es común observar las capas de calizas y se pueden distinguir agujeros rellenados con calizas gris clara dentro de una caliza de color más oscuro y textura ligeramente más gruesa, representada por la Isla Esteves, Llavini, Azoguini, Huajsapata, Isla Espinar, Chejona. También se encuentran en la Isla Esteves, venas delgadas de dolomita color marron-naranja paralelas a la estratificación y restringidas a una capa de 20 cm. de grosor. En azoguine las calizas están mineralizadas con cobre, plata y mercurio; por lo que se considera un núcleo de contaminación mineralógica de suelos y aguas. En la zona de los cerros Pucara, Munaypata-Quiviani, las calizas tienen similitud a las de Azoguine, donde colinas estables. Las rocas de origen sedimentario se han emplazado durante el Mesozoico- Cretaceo Medio. b. Grupo Puno (T-pu) Constituido principalmente de areniscas arcosicas, que se encuentran intercaladas por conglomerados comunes, limonitas, calizas y horizontes de tufos, predominan los colores rojizos .Aflora en el Altiplano y la Cordillera Occidental a lo largo del margen occidental de Lago Titicacaca y la otra ocupa los ejes del sinclinal Mañazo y la depresión de lagunillas definiendo una faja ubicada al NO de la ciudad de Puno y dentro del proyecto, el grupo aflora al sur de la ciudad de Puno (cerro Salohuani , Pitiquilla , faldas del cerro Negro Peque PIitiquilla, faldas del cerro Negro Peque y Huayllune , orillas del Lago Titicaca) En general los conglomerados del Grupo Puno contienen una variedad de clastos, los cuales incluyen calizas grises, cuarcitas y areniscas rojas, limolitas, venas de cuarzo y una selección de volcánicos andesiticosbasálticos. En el tope de Cancharani se presenta una influencia volcánica de tobas o conglomerados con una matriz tobacea de color gris blanquecino a verdoso. Cerca al Abra de Cancharani en el contacto con el VolcanicoTacaza, el conglomerado presenta gravas subredondeadas a redondeadas de estratificación gradada y matriz limosa. La edad del Grupo es incierta, pero las evidencias disponibles sugieren que es posterior a la formación Ayabaca: por tal razón se estima que la sedimentación del Grupo Puno ocurrió durante el Terciario Inferior a Medio. ROCAS IGNEAS PLUTONICAS Y VOLCANICAS. En el presente estudio se reconocen tres fases importantes de vulcanismo identificado como: Fase Tacaza (35-17 m.a.), Fase Sillapaca (14 m.a.) y Formación Granodioritica.

a. Formación Granodioritica (Kt-gd). Esta formación ígnea instruyo las unidades sedimentarias del Cretáceo y Terciario, esto afloramientos constituyen la Isla Espinar, Isla Chulluni y parte de la Isla Esteves formando colinas rocosas duras y estables de color rosado verdoso, de grano fino a medio, con fenocristales de ortoclasa y plagioclasas, biotita, hornblenda, y otros minerales compuestos de cuarzo, feldespato y ferro magnesiano de color rosáceo gris. b. Grupo Tacaza (T-ta) El nombre proviene de la Mina Tacaza, ubicada en el Cuadrangulo de Lagunilla el grupo Tacazaesta constituido por una secuencia de lavas y brechas andesiticas de color gris palidoa verde, con cuerpos daciticos, basálticos de diversos colores (gris, verdes, marrones, negros y rojizos) y depósitos andesiticos, con estructuras masivas, brechosas que afloran en toda la parte de la ciudad (colmas) de Noreste de Sureste. DEPÓSITOS CUATERNARIOS (q) Comprende los sedimentos del Cuaternario al Reciente y se dividen en residuales (fluvioaluvial) y transportados (unidades lacustres), los segundos están conformados por depósitos coluviales, aluviales y lacustres, que se han formado desde la última glaciación y que continúan formándose actualmente. a. depósitos coluviales -aluviales. Son materiales transportados y depositados por el agua: (TORRIJO ECHARRI & CORTES GIMENO, 2007, pág. 215) comprende los depósitos existentes en los fondos de los valles, llanuras esparcidas sobre el Altiplano cerrando al lago Titicaca, siendo los más representativos Aziruni, jayllihuaya, Salcedo, parte baja de El manto , centro urbano de la ciudad de puno, barrio vallecito y 4 de noviembre, llavini. Estos depósitos están constituidos por arcillas y limos, arenas y gravas no consolidadas, todos ellos incluyen sedimentos coluviales (depósitos formados por derrumbes de laderas). Constituyen suelos agrícolas y materia prima para la fabricación de ladrillos en salcedo. En las quebradas descendentes de los cerros llallahuani, viscachune, subanguloso de rocas de diferente naturaleza en una matriz areno- arcillosa de esporádicamente; se encuentra en las partes altas y faldas de los cerros que circundan a la ciudad de puno, varia según la naturaleza geológica de la roca madre. b. depósitos lacustres. Son sedimentos de grano fino, predominando los limos y las arcillas. Los principales problemas geotécnicos están en relación con su contenido de materia orgánica, siendo en general suelos blandos a muy blandos (TORRIJO ECHARRI & CORTES GIMENO, 2007, pág. 18). Constituido pro material fino (arcillas limosas con intercalaciones de lentes de gravas), que han sido depositados por las corrientes lacustres, los canales (rio willy). La sedimentación ha producido la colmata ion en gran parte de la bahía de puno, produciendo la separación de bahía interior donde la sedimentación es más avanzada. Estos depósitos litológicos sustentan el desarrollo d la torta y la formación de las islas flotantes; en las que predomina la acumulación y descomposición de la materia orgánica.

Geología estructural. La geología estructural permite conocer la distribución y posición de los horizontes rocosos (dirección, buzamiento, pliegues, etc.) las discontinuidades de los macizos rocosos o capas rocosas. Con la geología estructural se estudiará como se viene deformando la roca, el estudio de la orientación de los pliegues y fallas, que pueden a menudo determinar el ambiente geológico original y la naturaleza y dirección de las fuerzas que produjeron esas estructuras rocosas. Geología: es la ciencia que estudia la Tierra. Ella agrupa y utiliza un gran número de líneas de investigación, tales como: geología económica, estratigrafía, petrología, geología ambiental, etc Geología estructural: es la parte de la ciencia geológica que se encarga de estudiar la arquitectura de la tierra y las particularidades de la estructura y desarrollo de la corteza terrestre relacionada con los procesos mecánicos, movimientos y deformaciones que en ella se tienen lugar. Estructura: La estructura geológica es determinante en el desarrollo del relieve. Las formas topográficas son una manifestación directa de las estructuras geológicas presentes. Geomorfología: registra, describe y explica la superficie terrestre en su totalidad y en sus partes, las formas y estructuras existentes, las fuerzas que intervienen en su génesis y el tiempo que han tardado estas unidades y estructuras en tomar la fisonomía que muestran en la actualidad. Rocas sedimentarias: Las rocas sedimentarlas son las que se han producido como consecuencia de fenómenos de alteración, transporte y sedimentación sobre cualquier tipo de roca anterior, por lo tanto los minerales que las componen pueden ser los mismos que existían en la roca anterior después de haber sufrido disgregación física, transporte y sedimentación, o bien pueden ser minerales formados por alteración química de otras preexistentes, que son los que se denominan minerales de alteración. Rocas detríticas o clásticas: Está formada por sedimentos resultantes de la desintegración o destrucción mecánica de las rocas preexistentes. Rocas no clásticas: Estas rocas se derivan principalmente de la descomposición química de las rocas preexistentes. Conglomerado: Los conglomerados son rocas sedimentarias formadas por consolidación de cantos, guijarros o gravas, de fragmentos superiores a 4 mm (si los granos son entre 2 y 4 mm. se denomina microconglomerado), englobados por una matriz arenosa o arcillosa y con un cemento de grano fino que los une (caliza o silícea). Pudingas: Las pudingas son conglomerados formados por cantos redondeados, resultado de la acumulación de fragmentos que han sido sometidos a la erosión durante un transporte prolongado. Las variaciones en las corrientes fluviales provocan que las pudingas se hallen frecuentemente interestratificados con areniscas.

El cerro “Azoguini” representa parte de la historia de la ciudad de Puno. En dicho sector existen indicios de la extracción del azogue (mercurio) que se realizaban en la época colonial. La ciudad de Puno se encuentra rodeada de varios cerros siendo uno de los más representativos el cerro “Azoguini”. La mayoría de estos cerros son plegamientos con anticlinales algo pronunciados; en el caso del “Azoguini” el anticlinal es mucho más pronunciado a diferencia de los demás cerros. Al explorar el lugar se pudo observar que la mayor parte del afloramiento rocoso se da mayormente desde la parte media hasta las faldas del cerro. 

Macizo rocoso: El macizo rocoso sufrió una moderada erosión; también sufrió de una meteorización física, química y biológica ya que se encontraron plantas como el Ichu que agrietaba la roca. Al sacar una muestra del macizo rocoso se pudo identificar el tipo de roca; siendo una roca sedimentaria detrítica o también conocida como clástica. Esta roca sedimentaria es un conglomerado en donde encontraron a rocas con bordes redondeados las cuales se encontraban interestratificadas con arenisca; esas descripciones catalogan a dicha roca como un “conglomerado pudinga”.

Geología local del área en estudio. La geología se manifiesta en dos grandes campos de actuación. El primero: corresponde a los proyectos y obras de ingeniería donde el terreno constituye el soporte, el material de excavación o de construcción, dentro de este ámbito se incluyen las principales obras de infraestructura. La participación de la geología en estas actividades es fundamental al contribuir a su seguridad y economía. El segundo: campo de actuación se refiere a la prevención, mitigación y control de los riesgos geológicos. Geomorfología. El área de estudio está enmarcado sobre una geoforma de penillanura, que pertenece a la zona baja da la micro cuenca y bahía circundante, de topografía plana, donde se encuentra concentrada parte de la población de la ciudad de puno. Se observa que la colindancia noroeste de la urbanización está compuesta por afloramientos de rocas sedimentarias de areniscas, conglomerados y calizas, mientras que en el resto de la zona de estudio se distingue suelos aluviales, constituido de arenas arcillas de color marrón a gris oscuro. Litología. Los conglomerados del grupo puno se extienden con una NO-SE a lo largo del margen occidental del lago Titicaca conteniendo una variedad de clastos; los cuales incluyen areniscas rojas, limonitas. El área de estudio está compuesta de sedimentos que comprenden depósitos de arcillas, limos y gravas, depositados por flujos de agua, por

efecto de derrumbes, desarrollado durante el cenozoico - cuaternario reciente. La urbanización colinda por el noroeste con rocas de origen sedimentario conformado por calizas de color gris oscuro a gris violáceo intercalado por lutitas rojizas, fangositas rojizas, siendo de formación caliza - ayabaca mediante el mesozoico - cretáceo medio. Por consiguiente el área de estudio forma parte de unidades estratigráficas como son formación aluvial y lacustre.

CONCEPTOS TEÓRICOS GEOTECNIA La geotecnia es la aplicación de métodos científicos y principios de ingeniería para la adquisición, interpretación y uso del conocimiento de los materiales de la corteza terrestre y los materiales de la tierra para la solución de problemas de ingeniería y el diseño de obras de ingeniería. Es la ciencia aplicada de predecir el comportamiento de la Tierra, sus diversos materiales y procesos para hacer que la Tierra sea más adecuada para las actividades humanas y el desarrollo. La geotecnia abarca los campos de la mecánica del suelo y la mecánica de rocas, y muchos de los aspectos de geología, geofísica, hidrología y otras ciencias relacionadas. La geotecnia es practicada por geólogos de ingeniería e ingenieros geotécnicos.

Fuente: Internet

Aplicaciones de la geotecnia en minería Con respecto a las aplicaciones de la geotecnia en minería, se destaca la caracterización de los macizos rocos que sirven para diseñar el tipo de sostenimiento, diques y chimeneas en minería subterránea; y también el diseño de taludes (open pit) en minería a cielo abierto. Además, se realiza cálculos que sirven para controlar el agua subterránea y el diseño de carreteras para el transporte de los minerales.        

En la construcción de minas subterráneas temporales y permanentes Para la construcción de túneles, galerías, pilares, diques, chimeneas (minería subterránea) Estudios de sostenimiento que incrementen la seguridad de la mina subterránea Control de voladuras Diseñar los taludes en minería a cielo abierto (open pit) Definir carreteras para el transporte de minerales Control del agua subterránea Caracterización de los macizos rocosos

COMPRESIÓN SIMPLE El ensayo de compresión no confinada, también conocido con el nombre de ensayo de compresión simple o ensayo de compresión uniaxial, es muy importante en Mecánica de Suelos, ya que permite obtener un valor de carga última del suelo, el cual, como se verá más adelante se relaciona con la resistencia al corte del suelo y entrega un valor de carga que puede utilizarse en proyectos que no requieran de un valor más preciso, ya que entrega un resultado conservador. Este ensayo puede definirse en Fuente: Internet teoría como un caso particular del ensayo triaxial. Es importante comprender el comportamiento de los suelos sometidos a cargas, ya que es en ellos o sobre ellos que se van a fundar las estructuras, ya sean puentes, edificios o carreteras, que requieren de una base firme, o más aún que pueden aprovechar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad, siendo el estudio y la experimentación las herramientas para conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximación, el comportamiento ante las cargas de estas estructuras. Debido a la compleja y variable naturaleza de los suelos, en especial en lo referido a la resistencia al esfuerzo cortante, existen muchos métodos de ensayo para evaluar sus características. Aun cuando se utilizan otros métodos más representativos, como el triaxial, el ensayo de compresión simple cumple el objetivo buscado, sin tener que hacer un método tan complejo ni usar un equipo que a veces puede ser inaccesible, lo que significa menor costo. Este método de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos que no expulsan agua durante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistencia intrínseca después de remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los suelos cementados. Los suelos secos friables, los materiales fisurados, laminados o varvados, los limos, las turbas y las arenas no pueden ser analizados por este método para obtener valores significativos de la resistencia a la compresión no confinada. Para ensayos de Compresión Simple Obtener por medio de una prueba de compresión simple, la resistencia del material en estado natural extraído del terreno, la muestra inalterada, la relación de la longitud y diámetro debe ser de 2 a 1, en un tamaño de aproximadamente 10 cm x 5 cm. Corrección por Altura Se emplea este método para muestras que no cumplen con las medidas establecidas, para compensar la altura principalmente, se corrige por la siguiente fórmula.

𝛻𝑓 =

𝛻𝑐 𝐷 0.778 + 0.22 ∗ (𝐻 )

Ensayo de Carga Puntual El ensayo de carga puntual denominado también “Axial” se ejecuta sobre muestras de roca y/o mineral o general sobre testigos de perforaciones teniendo en cuenta el estándar del ISRM. En el ensayo axial, de bloques o pedazos irregulares De2 = 4A/π donde A = WD y entonces De2 = 4WD/π Fuente: Internet

Correcciones a) Is varía como una función de D en el ensayo diametral y como una función de De en el ensayo axial, de bloques y pedazos irregulares, por eso se debe aplicar una corrección para obtener un valor único de esfuerzo de carga puntual para una muestra de roca. Y para que este valor pueda ser usado para propósitos de clasificación de la roca. b) El valor de esfuerzo de carga puntual corregido Is (50) de una muestra de roca está definido como el valor Is medido en un ensayo diametral con diámetro D= 50mm. c) El método más efectivo de obtener Is (50) es ejecutar ensayos diametrales muy cerca de D=50mm. La corrección entonces no será necesaria o se introducirá un mínimo de error (p.e. en el caso de ensayos diametrales de muestras cilíndricas NX con D=54mm, la corrección no es necesaria). Sin embargo, no todos los ensayos de carga puntual son ejecutados con estas muestras por lo que la siguiente corrección debe ser aplicada: Is(50) = F x Is donde el factor F se calcula mediante la siguiente expresión: F = (De/50)0.45

Ensayo De Tracción Indirecta El ensayo de tracción indirecta, destaca por ser un método simple y representativo, que permite imitar la respuesta de un pavimento flexible y obtener la carga máxima que aguanta una mezcla antes de romper. Hasta 1965 sólo se utilizaba para determinar la resistencia a tracción indirecta, pero desde entonces se ha ido profundizando en su estudio llegando a ser un ensayo con grandes perspectivas de futuro. Estados Unidos destaca como pionero en el avance de su estudio en la década de los 90, Fuente: Internet donde se realizan un gran número de investigaciones. Actualmente es un ensayo ampliamente utilizado para medir la resistencia a tracción de las mezclas bituminosas, además es un procedimiento muy simple y está especificado en la norma NLT-346/90 “Resistencia a compresión diametral (ensayo brasileño) de mezclas bituminosas” Este tipo de ensayo consiste en obtener la Resistencia a la tracción de la muestra por un método indirecto, es decir, en vez de estirar los extremos de la probeta se realiza una compresión de forma lateral a la probeta con la ayuda dos placas que también ayudan a sostenerla y usando nuevamente la prensa de compresión. Cabe destacar que se optó por este método y no por el Ensayo de tracción directa porque el Ensayo Brasilero es más fácil y barato. Para este ensayo cada grupo contó con una probeta y se realizaron los siguientes pasos:  

 

Instalar cada disco lo más centrado con respecto a las piezas que la comprimirán. Regular la tasa de carga de forma manual, según las recomendaciones de la ISRM, las cuales indican que debe ser continua y constante hasta que falle cada disco. Anotar la carga de ruptura y las posibles estructuras y/o alteraciones observadas en cada disco. Finalmente, para calcular la Resistencia a la tracción de la muestra se utilizó la siguiente fórmula: 2𝑃 𝑇𝐼 = − 𝜋∗𝑡∗𝐷 𝑇𝐼 : 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎 [𝑀𝑃𝑎]

𝑃: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 [𝑁] 𝑡: 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 [𝑚] 𝐷: 𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 [𝑚]

Principio de Arquímedes El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras: 1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. 2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Fuente: Internet

Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p·dS, donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie. Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje. De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple Empuje=peso=rf·gV El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido rf por la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V.

Se sustituye la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje. Lo que cambia es el peso del cuerpo sólido y su punto de aplicación que es el centro de masa, que puede o no coincidir con el centro de empuje. Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas: el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en el mismo punto. En los casos más simples, supondremos que el sólido y el fluido son homogéneos y por tanto, coinciden el centro de masa del cuerpo con el centro de empuje. Fuente: Internet

Ejemplo: Supongamos un cuerpo sumergido de densidad ρ rodeado por un fluido de densidad ρf. El área de la base del cuerpo es A y su altura h.

Fuente: Internet

La presión debida al fluido sobre la base superior es p1= ρfgx, y la presión debida al fluido en la base inferior es p2= ρfg(x+h). La presión sobre la superficie lateral es variable y depende de la altura, está comprendida entre p1 y p2. Las fuerzas debidas a la presión del fluido sobre la superficie lateral se anulan. Las otras fuerzas sobre el cuerpo son las siguientes:  Peso del cuerpo, mg  Fuerza debida a la presión sobre la base superior, p1·A  Fuerza debida a la presión sobre la base inferior, p2·A En el equilibrio tendremos que: mg+p1·A= p2·A mg+ρfgx·A= ρfg(x+h)·A

o bien, mg=ρfh·Ag Como la presión en la cara inferior del cuerpo p2 es mayor que la presión en la cara superior p1, la diferencia es ρfgh. El resultado es una fuerza hacia arriba ρfgh·A sobre el cuerpo debida al fluido que le rodea. Como vemos, la fuerza de empuje tiene su origen en la diferencia de presión entre la parte superior y la parte inferior del cuerpo sumergido en el fluido. Con esta explicación surge un problema interesante y debatido. Supongamos que un cuerpo de base plana (cilíndrico o en forma de paralepípedo) cuya densidad es mayor que la del fluido, descansa en el fondo del recipiente. Si no hay fluido entre el cuerpo y el fondo del recipiente ¿desaparece la fuerza de empuje?, tal como se muestra en la figura:

Fuente: Internet

Si se llena un recipiente con agua y se coloca un cuerpo en el fondo, el cuerpo quedaría en reposo sujeto por su propio peso mg y la fuerza p1A que ejerce la columna de fluido situada por encima del cuerpo, incluso si la densidad del cuerpo fuese menor que la del fluido. La experiencia demuestra que el cuerpo flota y llega a la superficie. El principio de Arquímedes sigue siendo aplicable en todos los casos y se enuncia en muchos textos de Física del siguiente modo: Nota: Cuando un cuerpo está parcialmente o totalmente sumergido en el fluido que le rodea, una fuerza de empuje actúa sobre el cuerpo. Dicha fuerza tiene dirección hacia arriba y su magnitud es igual al peso del fluido que ha sido desalojado por el cuerpo.

Rocas Estudiadas Arenisca Es un tipo de roca formada por sedimentación la cual se encuentra conformada por pequeños fragmentos conformados por cuarzo, ciertos tipos de rocas y feldespato, son el segundo tipo de roca más comunes de conseguir en la superficie de la tierra, éstas poseen entre sus gránulos espacios denominados intersticiales, tales espacios se pueden observar sin ningún material dentro de ellas en rocas de corta edad, sin embargo si se observan rocas de origen antiguo, tales espacios se encuentran rellenos de un Fuente: Wikipedia.org material formado de carbonato de calcio ¿Cómo se Forman? Estas se pueden formar en numerosos ambientes de tipo sedimentario, tal es el caso de las zonas adyacentes a los ríos, lago, zonas playeras, ramblas, el fondo del mar, desiertos, entre otros, las arenas las cuales son las responsables de la formación de la arenisca, pueden llegar a ser trasladadas por acción del viento o por acción de la gravedad, depositando la arena en yacimientos en donde luego se formará la arenisca. Conglomerado Un conglomerado es algo obtenido por conglomeración (juntar, amontonar, unir fragmentos). De esta manera, el conglomerado puede surgir a partir de la unión de una o varias sustancias mediante un conglomerante, de manera tal que resulte una masa compacta. Para la geología, un conglomerado es una masa que se forma mediante fragmentos redondeados de distintas rocas o sustancias minerales que se unen por un cemento. Se trata de una roca sedimentaria Fuente: Wikipedia.org de tipo detrítico, con fragmentos constitutivos que son mayores que los de la arena.

¿Cómo se Forman? Se forma generalmente en el ambiente fluvial. El conglomerado se compone de clastos (fragmentos) redondeados de tamaño grande. (Con clastos angulosos: se llamaBrecha). La muestra contiene varios tipos de clastos redondos (conglomeradopolimicto) de tamaños entre 1 hasta 4 cms. El cemento es carbonato en función como pegamento.

IV.

MATERIALES Y EQUIPOS

Uso personal EPPs Chaleco de seguridad

Fuente: Internet

Zapato minero

Fuente: Internet

casco de seguridad

Fuente: Internet

guantes de seguridad

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Materiales de campo: Flexómetro

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Barreta

Fuente: Internet

Martillo de Schmidt

Fuente: Internet

Pico y Pala

Fuente: Internet

Saco

cinta métrica

Fuente: Internet

Fuente: Internet

Equipos de laboratorio: Vernier

Fuente: Internet

Saca testigos

Fuente: Propia

Máquina de compresión simple

Fuente: Propia

Máquina de carga puntual

Fuente: Propia

Balanza electrónica

Fuente: Propia

Horno de secado

Fuente: Propia

V.

PROCEDIMIENTO

CORTE DE TESTIGOS:  Con los testigos ya obtenidos de la roca, se tomará 6 testigos para compresión simple, 5 testigos para carga puntual, testigos se procederá a cortar con la cortadora de testigos.

Fuente: Propia

 Los testigos para el ensayo a compresión simple, se cortaran en relación sobre la longitud es el doble del diámetro L = 2D, para lo cual se medirá previamente.

Fuente: Propia

 Los testigos para el ensayo a tracción indirecta, se cortará en relación sobre la longitud es la mitad del diámetro L= D/2.

Fuente: Propia

 Los testigos para el ensayo de carga puntual, se cortaran los testigos a proporción de que tenga 4 caras.

Fuente: Propia

COMPRESIÓN SIMPLE:

Ya cortado los 6 testigos, se procederá a realizar el proceso, con el equipo a compresión simple:

Fuente: Propia

Se coloca el testigo, en el aparato de carga, de tal manera que quede centrado en la platina inferior, se ajusta en instrumento de carga cuidadosamente, tal manera que la platina superior apenas haga contacto con el testigo, luego se calibra a 0 en indicador de deformación.

Fuente: Propia

 Se aplica la carga, de tal manera que se produzca la deformación.

Fuente: Propia

 Una vez fracturado el testigo, se procederá a registrar los valores de carga, el tipo de rotura.

Fuente: Propia

 Se registrará y se verá la diferencia del testigo ya fracturado

Fuente: Propia

TRACCIÓN INDIRECTA Ya cortado los 5 testigos, se realizará el proceso con el mismo equipo:

Fuente: Propia

 Se coloca el testigo en posición del lado del testigo, en el aparato de carga, de tal manera que quede centrado en la platina inferior, se ajusta en instrumento de carga cuidadosamente, tal manera que la platina superior apenas haga contacto con el testigo, luego se calibra a 0 en indicador de deformación.

Fuente: Propia

 Se aplica la carga, de tal manera que se produzca la deformación.

Fuente: Propia

 Una vez fracturado el testigo, se procederá a registrar los valores de carga, el tipo de rotura.

 Se registrará y se verá la diferencia del testigo ya fracturado.

Fuente: Propia

CARGA PUNTUAL:  Ya cortado los 5 testigos, se procederá a realizar e procesos, con el equipo de carga puntual:

Fuente: Propia

 Se coloca el testigo, en el aparato de carga, de tal manera que quede centrado en la platina inferior, se ajusta en instrumento de carga cuidadosamente, tal manera que la platina superior apenas haga contacto con el testigo, luego se calibra a 0 en indicador de deformación.

Fuente: Propia

Se aplica la carga, de tal manera que se produzca la deformación  Una vez fracturado el testigo, se procederá a registrar los valores de carga, el tipo de rotura.

Fuente: Propia

 Se registrará y se verá la diferencia del testigo ya fracturado

Fuente: Propia