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Ensayo descriptivo de la cantera Yocara Ramos Ito Gordan Edwardo, Quispe Miranda Fernando Jose, Ramos Eugenio Max Leonel, Quispe Eduardo Wilder a

EP. Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Peruana Unión”

Resumen La presente investigación se ubica en la Cantera Yocara que contiene grandes volúmenes de agregados usados en su mayoría para la elaboración de concreto en la ciudad de Juliaca provincia de San Román departamento de puno. El ensayo de análisis granulométrico que se investigó consistia en distribuir las muestras de mayor a menor tamaño de partículas del suelo, así de esta manera determinar los porcentajes del suelo que pasan por los distintos tamices que se emplean en el ensayo investigado, hasta llegar al tamiz de 74mm. La cantera Yocara utilizado para la construcción de vías son de buena calidad, lo que adicionado con agregado grueso de diferentes canteras, aumentan en más de 15% en densidad seca del hormigon creado con material de la cantera Yocara. Segun la investigación los materiales de la cantera Yocara que se explota para la construcción de vias en la ciudad de Juliaca fueron de la calidad requerida dando buenas bondades en su uso en diferentes obras, por otro lado la explotación de estos materiales de la cantera Yocara produce problemas ambientales negativos muy significativos como: modificación del curso del agua(ya que la cantera se encuentra cerca de un rio) y dañando la flora y fauna de los sectores circundantes de la cantera. Abstract The present investigation is located in the Yocara Quarry that contains large volumes of aggregates used mostly for the production of concrete in the city of Juliaca, province of San Román, department of Puno. The granulometric analysis test that was investigated consisted of distributing the samples from largest to smallest soil particle size, thus determining the percentages of the soil that pass through the different sieves used in the investigated test, until reaching the sieve. 74mm. The Yocara quarry used for road construction is of good quality, which added with coarse aggregate

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from different quarries, increases by more than 15% in the dry density of the concrete created with material from the Yocara quarry. According to the research, the materials of the Yocara quarry that is exploited for the construction of roads in the city of Juliaca were of the required quality, giving good benefits in their use in different works, on the other hand, the exploitation of these materials from the Yocara quarry produces Very significant negative environmental problems such as: modification of the water course (since the quarry is located near a river) and damaging the flora and fauna of the surrounding sectors of the quarry. Palabra clave: Calicata, Abrasión, Colorimetria, Peso especifico, Absorción, Resistencia a la compression, Humedad Granulometria.

______________________________________________________________________________________________ 1.1. Introducción El distrito de Cabanillas es uno de los cuatro distritos que conforman la progresista provincia de San Román. Fue creado por Ley Nº 12963 la misma que fue promulgada el 28 de febrero de 1958 por el Presidente Manuel Prado. La cantera Yocara se encuentra en la Comunidad de Yocará, en el Km. 281 de la carretera asfaltada Arequipa – Juliaca, con acceso a 2 Km. al lado izquierdo de esta vía cruzando la línea férrea Juliaca – Arequipa. Ubicada en la cuenta del rio Cabanillas, es el material compuesto de grava y arena limosa, el nivel se encuentra a una profundidad entre 2.10 – 2.55 m. En la actualidad la cantera tubo una reduccion en su produccion de agregado fino y grueso desde hace 1 año y medio. La cantera presenta volumenes suficientes para satisfacer las necesidades constructivas en diversos proyectos al nivel de la provincial. Potencia: 40,000 m3 Explotación: Todo el año, con cargador frontal, excavador y tractor grua. Material: De rio, grava arenosa, grava de 2” Ubicación geografica de la cantera: 15°34’29.02”S 70°15’42.23”O

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Figura 1. Ubicación de la cantera Yocara

En la cantera podemos reconocer como una exportación de piedras para construcción, asfaltos de carreteras, donde reconocemos un campo de pura ´piedra, que realizan variedades de piedras y uno de ellos que es la cantera de Yocara que es la estamos realizando un estudio en la misma cantera como calicatas para el estudio de suelos y agua, y dar a reconocer si las propiedades de las rocas de esta cantera son buenas para el uso en una vía de carreteras como un asfalto. La cantera produce materiales de agregado que son: 1.1.1.

Agregado fino:

Consisten en arenas naturales o manufacturadas contamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm. 1.1.2.

Agregado grueso:

Son aquellas cuyas particulas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152mm. El tamaño maximo de agregado que se emplea comunmente es el de 19mm o el de 25mm. 1.2. Desarrollo Una cantera es una explotación

minera,

generalmente a cielo abierto, en la que se obtienen rocas industriales,

ornamentales o áridos. Las canteras suelen ser explotaciones de pequeño tamaño, aunque el conjunto de ellas representa, probablemente, el mayor volumen de la minería mundial. Los productos obtenidos en las canteras, a diferencia del resto de las explotaciones mineras, no son sometidos a concentración. Las principales rocas obtenidas en las canteras son: mármoles, granitos, calizas, travertinos y pizarras. 3

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La roca de un tipo de roca ignea volcanica denominada basalto subalcalina fino. El color de la roca de la cantera es entre gris y negro. Tiene una dureza 5.5 en la escala de Mohs, tiene un peso específico de 3015 kg/m3 y una elasticidad de 1.6 a 8.2 kg/cm2. Es resistente a la compresión simple 50-100 Mpa. Sus ondas se propagan a una velocidad de 3,3- a 7 km/s.(Paucar, 2017) Se elavoraron varias investigaciones en la cantera Yocara demostrando varias propiedades fisicas y quimicas de las rocas que se extraen de esta cantera, incluso los autores de este articulo elaboraron ensayos para comprobar los datos demostrados por las investigaciones sobre esta cantera. 1.2.1.

Calicata

Una calicata se recomienda realizer al costado de la cantera para poder reconocer las propiedades del suelo y del agua por eso se elaboro dos calicatas en este trabajo, lo cual uno constaba al costado de la cantera y otro a 1Km de la cantera. Calicata al costado de la cantera

1.2.1.1.

En este estudio logramos indentificar los tipos de suelos, y encontrar 3 tipos de estratos: 

Organico



Arena



Grava

Despues de identificar los tipos de estragos y analizar la profundidad de la calicata presentamos la siguiente tabla: Tabla 1. Manual de estudio de suelo. Estudio de calicata

Estratos

Tiene tres tipo de estratos son : Humus, Arena y Grava.

Profundidad

La profundidad esta a 1,70 m

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Ancho y largo

El ancho y largo esta a ancho 1.21m , largo 2.50m

Direccion de nivel freratico

La direccion de nivel freatico del agua a nor este

Calicata a 1Km de la cantera

1.2.1.2.

Encontro, igualmente, 3 tipos de estratos: 

Arcilla Negra



Arena



Grava

Expresamos la siguiente tabla con los datos analizados al elaborar la calicata: Tabla 2. Manual de estudio de suelo. Studio de calicata

Estratos

Tiene tres tipo de estratos son : Arcilla Negra, Arena y Grava.

Profundidad

La profundidad está a 1.80 m

Diámetro

Es de 0.96m

Direccion de nivel freratico

La direccion de nivel freatico del agua es Suroeste.

1.2.2.

Ensayo de Abrasión

El ensayo usa la Maquina de los Angeles, la cual consiste en un tambor de acero de forma cilindrica y hueca, las revoluciones son ocasionadas por el motor que se encuentra conectado al eje del tambor de acero. Las rotaciones se realizan junto a las villas de acero colocadas dentro del tambor de acero, generando una fuerza de fricción que desgasta

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el material usado, el resultado es tomado de acuerdo al porcentaje de perdidas con respect al peso inicial que se genera entre las 100 y 150 revoluciones, segun el ASTM C-131. En una investigación anterior se realizó un ensayo de resistencia al desgaste con muestras de la cantera Yocara,(Vargas Alarcón, 2017), y estos fueron los resultados:

Figura 2. Resultado de ensayo de resistencia al desgaste cantera Yocara.

1.2.3.

Colorimetría

Herreria y Villegas (2008) menciona que en este metodo de ensayo cubre dos procedimientos para la terminación aproximada de la presencia de material organica e impurezas perjudiciales en los agregados para el concreto. En el ensayo de utilizó la Norma ASTM C-40, para determiner las propiedades de la cantera Yocara.

Fuente 6 1. Adaptación de la ASTM C-40.

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Segun el ensayo de colorimetria se pudo comprobar que el agregado de la cantera es un material de muy buen uso en el sector de la construcción porque no contiene material organica, limos o arcilla.

Figura 3. Ensayo de colorimetria de la cantera Yocara.

1.2.4.

Peso especifico

En la cantera Yocara se encuentra dos tipos de agregado, fino y grueso, por lo cual una investigacion realizada por Cintia Yanapa en su tesis “Análisis de efectos producidos por la Aplicación de mayor energía de Compactación en el Ensayo Proctor Modificado en Suelos de las Canteras de la Ciudad de Juliaca”,(Yanapa Mamani, 2019), demostro los siguientes resultados:

Figura 4. Ensayo agregado grueso.

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Figura 5. Peso especifico de agregado fino.

1.2.5.

Capacidad de absorción

La capacidad de absorción de agregados es considerada mediante el desarrollo que consiste en determinar la cantidad de agua que puede absorber cada particula de los agregados. La capacidad de absorción de agua de ,los agregados se expresa en %, segun la norma ATSM C-70. Una investigación realizada, por el Ing. Beltran Calcina Arpi, demostró que el porcentaje de absorción es muy bajo en el agregado de esta cantera,(Calcina Arpi, 2017), expresada en los siguientes cuadros:

Figura 6. Ensayo de absorción de agregado fino.

Figura 7. Ensayo de absorción de agregado grueso.

1.2.6.

Ensayo de resistencia a la compression

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Los ensayos de compresion se realizan mediante probetas de los agregados de la cantera analizada,(Arapa Mamani & Mamani Caira, 2013). Demostrando los siguentes resultados:

Figura 8. Compresión por metodo de probeta. 9

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1.2.7. Contenido de Humedad Herreria y Villegas (2008) tambien dice que el contenido de Humedad de un granulado es la porción de agua que requiere para cambiar de estado seco al horno a un estado de humedad natural. Generalmente se expresa en porcentaje relacionado con la masa total del muestreo de agregados, segun la norma ASTM C-566. El contenido de humedad se muestra en la siguiente imagen:

Figura 9. Resultado de Contenido de Humedad.

1.2.8.

Granulometria

Este metodo consta en averiguar la granulometria de los agregados para definir una distribución de particulas, segun ASTM 422, ASTM C-136, ASTM C-33 y ASTM C-125. Una investigación expresó resultados de granulometria de la cantera Yocara, (PARI MAMANI IVAR ALEX, 2017), y estos fueron los resultados:

Figura 10. Ensayo granolumetrico de agregado grueso.

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Figura 11. Ensayo granolumetrico de agregado fino.

1.3. Ensayos utilizados 

Calicata



Abración



Colorimetría



Peso especifico



Capacidad de absorción



Resistencia a la compresión



Contenido de humedad



Granulometria

1.4. Conclusión En conclusión, podemos afirmar la roca basalto que encontramos en la cantera de Yocara, es muy resistente, menos permeable y tiene mucha dureza, además de eso es muy resistente al calor. Sobre el nivel freático de la cantera se puede afirmar que tiene 1.83 m., con lo dicho anteriormente estas canteras son muy buenas para asfaltos, como también construcciones, ya que esta roca tiene una buena resistencia. Realizando los respectivos ensayos y visitar la cantera. Y obteniendo las rocas vimos que la cantera de yocara es una cantera que beneficio mucho a la provincia de San roman y sus diversos distritos y aportar en obras de vías. Y gracias a los experimentos realizados pudimos reconocer aún mejor la roca basalto.

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La cantera yocara contiene grande volumenes de agregado que sirven para la elaboración del concreto y las construcciones y tambien aumentan el 15% en densidad seca del hormigon, al explotar estos materiales de la cantera yocara este produce problemas ambierntales muy dignificativos. 1.5. Anexo 1.5.1. Trabajo practico Se recogio una muestra analizar los ensayos que se puede realizar. 1.5.1.1.

Desgaste de la muestra recogida de la cantera Yocara

Tabla3. Ensayo de desgate de la muestra.

1.5.1.2.

Días de ensayo

Peso de la muestra

Día 1

701 g

Día 2

699 g

Día 3

697 g

Día 4

694 g

Desgaste (%)

0.99%

Tipo de agua utilizada

Para el ensayo de desgaste de la roca se utilizo agua sulfatada que se extrajo de una calicata que se elaboro a 1 km de la cantera, lo que dificulto el desgaste ya que la roca es muy resistente a este tipo de agua. 1.5.2. Fotos 1.5.2.1.

Ubicacion de la cantera

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Figura 12. Cantera Yocara.

Figura 13. Parte de la Cantera sin explotar.

Figura 14. Muestras recogidas. 13

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1.5.2.2.

Calicata

Figura 15. Calicata a 1 Km de la cantera.

1.5.2.3.

1.5.2.3.1.

Experimento Dia 1

Figura 16. Tomando peso Dia 1.

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1.5.2.3.2.

Dia 2

Figura 17. Peso tomado Dia 2.

1.5.2.3.3.

Dia 3

Figura 18. Tomando peso Dia 3.

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1.5.2.3.4.

Ensayo de resistencia

Figura19. Ensayo de resistencia.

1.6. Referencias Bibliograficas Arapa Mamani, P., & Mamani Caira, W. W. (2013). Evaluación de la calidad de los agregados de cuatro canteras aledañas a la ciudad de Juliaca y su influencia en la resistencia del concreto empleado en la construcción de obras civiles. Calcina Arpi, B. (2017). Análisis de Canteras con Fines de uso en la Construcción de Vías Terrestres en la Ciudad de Juliaca. PARI MAMANI IVAR ALEX. (2017). Estudio Definitivo Mejoramiento Y Rehabilitacion De La Infraestructura Vial En El Jr. Lambayeque De La Ciudad De Juliaca, Provincia De San Roman – Puno. Paucar, E. (2017). Cantera de Cabanillas. Vargas Alarcón, B. X. (2017). Determinación De La Ecuación Del Módulo De Elasticidad Del Concreto En Base a La Resistencia a La Compresión Simple, Elaborado Con Los Agregados De Las Canteras 16

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Isla Y Yocara De La Ciudad De Juliaca. Yanapa Mamani, C. Y. (2019). Análisis de efectos producidos por la Aplicación de mayor energía de Compactación en el Ensayo Proctor Modificado en Suelos de las Canteras de la Ciudad de Juliaca.

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