Minería y Geología

Strong ground motion simulation by using signals from moderate earthquakes in the Oriente fault zone

RESUMEN Se presentó un procedimiento mediante el cual, a partir de un conjunto de acelerogramas apropiados, se evalúa la vulnerabilidad y el riesgo sísmicos de edificios y puentes en Cuba. Se partió del escalado de señales de terremotos de moderada magnitud ocurridos en el sistema de fallas Oriente, por ser el área donde se han generado los terremotos fuertes que han afectado a la región suroriental del país. Se muestran las señales obtenidas y los parámetros de utilidad para el análisis ingenieril, a saber: aceleración máxima del terreno, velocidad y desplazamiento, Intensidad de Arias e Intensidad de Housner; estos dos últimos parámetros están relacionados con la intensidad del sismo. Las amplitudes máximas de las nuevas señales se ubican en intervalos de período de 0,10 segundos a 0,60 segundos, valores consistentes con los períodos que manifiestan las estructuras más comunes en la ciudad de Santiago de Cuba. En consecuencia, al realizar análisis dinámicos lineales y no lineales basados en estos acelerogramas se evalúa una acción sísmica que, por su frecuencia, influye en la aparición de daños en las estructuras.

ABSTRACT A procedure to obtain a suitable set of accelerograms for vulnerability and risk assessment of buildings and bridges in Cuba is presented. Scaled signals of small or moderate earthquakes in the Oriente fault system area were analyzed. This area was chosen because it is the one where the strongest earthquakes of the southeastern region of the country take place. Signals obtained and their parameters for the engineering analysis are shown (peak ground acceleration, velocity and displacement, Arias Intensity and Housner Intensity), the latter two parameters are related to the earthquake intensity. The maximum amplitudes of the new signals are in period intervals of 0.10 sec. - 0.60 sec. These values are consistent with the periods manifested by the most common structures in the city of Santiago de Cuba. Consequently, by performing linear and non-linear dynamic analysis based on these accelerograms, it is assessed a seismic action that, because of its frequency, influences the appearance of damages in such structures.

Accelerations or the earthquake of February 27, 2018 obtained by the accelerographic network of the Santiago de Cuba city

RESUMEN Con 13 estaciones de la red acelerográfica de la ciudad de Santiago de Cuba se obtienen y analizan por primera vez los registros acelerográficos del terremoto perceptible de mayor magnitud de 2018. Se emplea un procedimiento que permite lograr los esquemas de isoaceleraciones, se establecen correlaciones con la geología local, la microzonación y las intensidades sísmicas reportadas. Los máximos valores de aceleración en la componente horizontal para el terremoto del 27 de febrero de 2018, de magnitud 3,9 Richter fueron: ARAF con 12.10 cm/s2 ; AARA con 13.50 cm/s2; AKEN con 19.10 cm/s2 y AYEL con 48.60 cm/s2.

ABSTRACT For the first time, records from the perceptible earthquake of greater magnitude in 2018, were obtained and analyzed with 13 accelerograph networks from Santiago de Cuba city. A procedure that allows achieving isoacceleration schemes is used. Correlations with the local geology, and microzonation and reported seismic intensities are established. The maximum acceleration values in the horizontal component reached for the earthquake on February 27th, 2018 of magnitude 3.9 Richter were: ARAF with 12.10 cm/s2; AARA with 13.50 cm/s2; AKEN with 19.10 cm/s2 and AYEL with 48.60 cm/s2.

Estimation of additional costs by seismic safety in shallow foundations projects

RESUMEN Se evalúan los costos adicionales por seguridad sísmica en proyectos de cimentaciones superficiales para cinco edificaciones de hormigón armado con diferentes dimensiones en planta y puntal, en la ciudad de Santiago de Cuba, zona de mayor peligrosidad sísmica en Cuba. Se comparan los costos directos de los platos de cimentación para cargas sísmicas, de viento y para cargas gravitatorias separadamente. Las propiedades físico mecánicas del suelo son obtenidas de ensayos de muestras de suelos para calas en el sitio de las obras. Las solicitaciones para el diseño de los platos de cimentación resultan de la modelación estructural utilizando el SAP 2000 NL versión 14 para las combinaciones de carga recomendadas por las normativas cubanas vigentes. Para el diseño geotécnico y estructural de la cimentación se utilizó el libro Excel DISCAR 3.0. Los presupuestos son ofrecidos por el programa PRESWIN, demostrándose incrementos de los costos por seguridad sísmica de los platos de cimentación entre un 34 a 66 % en relación a similares costos obtenidos por las cargas de viento o cargas gravitatorias, incrementándose significativamente las dimensiones de los platos de cimentación, los volúmenes de hormigón y de excavación y peso total de acero de refuerzo para las cargas sísmicas.

ABSTRACT Additional costs for seismic safety in shallow foundation projects for five reinforced concrete buildings with different dimensions in plan and prop, in the city of Santiago de Cuba, an area of greatest seismic danger in Cuba are evaluated. Costs of foundation plates for seismic, wind load and gravity loads are compared separately. Physical mechanical properties were obtained from testing soil samples by SPT test at the construction area. Requirements for designing foundation plates result from the structural modeling using SAP 2000 NL version 14 for combinations load according to current Cuban regulations. The book Excel DISCAR 3.0 was used for designing the geotechnical and structural foundation. Budgets were calculated by using the PRESWIN program, showing increases costs for seismic safety of foundation plates between 34 to 66% in relation to similar costs obtained by wind loads or gravitational loads, significantly increasing the dimensions of foundation’s plates, concrete and excavation volumes as well as total reinforcing steel weight for seismic loads.

Recovery of vanadium from spent catalysts using aluminothermy at Patricio Lumumba Factory

RESUMEN En el trabajo se estudia la recuperación del vanadio y otros elementos químicos contenidos en catalizadores agotados de la Fábrica Patricio Lumumba de Pinar del Río. Se evaluaron tres cargas pirometalúrgicas compuestas por: catalizador agotado, cascarilla de laminación y virutas de aluminio. El procesamiento permitió obtener ferroaleaciones con 1,5 % de V y 28,66 % de Si, incrementándose los rendimientos desde 66 % hasta 88 % en la medida en que se aumentó la cantidad de carga procesada. La aleación se caracteriza por su alta fragilidad, lo que facilita su uso en el desarrollo de cargas de aleación de consumibles de soldadura. El rendimiento de escoria se mantuvo alrededor del 100 % con relación al potencial teórico, quedando todas las escorias ubicadas en la región fásica del corindón del diagrama de estado Al2O3-Fe2O3-SiO2 con temperatura de fusión por encima de 1860 ºC, factibles de usar en el desarrollo de materiales abrasivos y refractarios.

ABSTRACT The work studies the recovery of vanadium and other chemical elements, contained in exhausted catalysts from the Patricio Lumumba Factory in Pinar del Río. Three pyrometallurgical charges composed of spent catalyst, mill scale and aluminum chips, were evaluated. With such processing was possible to obtain 1,5 % V - 28,66 % Si ferroalloys, thus increasing the yields from 66 % to 88 % as the amount of processed load was increased. The alloy obtained has high brittleness, which facilitates its use in the development alloyed load for welding consumables. The yield slag remained close to 100%, relative to the theoretical potential, being all slags located in the corundum phase region of the Al2O3-Fe2O3-SiO2 state diagram with melting temperature above 1860 °C, which makes them feasible to use in the development of abrasive and refractory materials.

Specific heat determination of lateritic ore by differential scanning calorimetry

RESUMEN Para el diseño, evaluación o caracterización de cualquier proceso termofísico, como lo es el secado, son decisivas las propiedades homónimas de los materiales que intervienen en dicho proceso. Hasta el momento, en las investigaciones desarrolladas sobre el secado del mineral laterítico se han empleado propiedades que no son específicamente la de este material, por lo cual, en la presente investigación se establece su calor específico para los rangos de temperatura entre 20ºC a 100ºC y concentraciones de humedad de 3 % y 37 %. Para ello se empleó la técnica experimental denominada como calorimetría diferencial de barrido en la cual se obtuvo que el calor específico varía entre 0,459 kJ/kg·ºC y 0,902 kJ/kg·ºC para la muestra con humedad de 3 % y 1,169 kJ/kg·ºC a 1,456 kJ/kg·ºC para las muestras con 37 %. Además, se establecen ecuaciones que correlacionan la variación del calor específico en función de la temperatura y la humedad.

ABSTRACT To evaluate, design, or characterize any thermo physical process such as drying, the homonymous properties of materials involved in such process are decisive. Until now, in researches carried out on drying lateritic mineral, properties that are not specifically of this material have been used, therefore, in the present study its specific heat is established for temperature ranges between 20ºC to 100ºC and moisture concentrations of 3% and 37%. To this purpose, experimental technique called differential scanning calorimetry was used, in which it was obtained that the specific heat varies between 0.459 and 0.902 kJ/kg.ºC for sample with 3% humidity and 1.169 to 1.456 kJ/kg.ºC for samples with 37% humidity. In addition, equations that correlate the variation of specific heat as a function of temperature and humidity are established.

Assessing aquifer responses on a local scale adapting regional hydrogeoelectric model

RESUMEN Con base en ecuaciones que establecen relaciones de funcionalidad entre propiedades geoeléctricas y parámetros hidrogeológicos de los acuíferos, se presenta un nuevo método que permite modelar el comportamiento de las propiedades hidrogeológicas medias, tanto a escala regional como local; para ello se utilizan valores medios regionalizados de la resistividad eléctrica obtenida por sondeos eléctricos verticales y se aplica el método geoestadístico. Con el método es posible estimar la dirección y velocidad del flujo de las aguas subterráneas, así como la profundidad del techo de los acuíferos artesianos sin recurrir a los métodos tradicionales de perforación y aforo, lo cual tiene un positivo impacto económico y medioambiental.

ABSTRACT A new method based on equations that establish functional relationships between geoelectric properties and hydrogeological parameters that allow modeling the performance of hydrogeological average properties, both at regional and local scale, is presented. Regionalized mean values of electrical resistivity obtained by vertical electrical soundings are used and the geostatistical method is applied. With this method, it is possible to estimate the velocity and direction of groundwater flow, as well as the depth of the ceiling of artesian aquifers without resorting to traditional drilling and gauging methods, which has a positive economic and environmental impact.

Effect of mining rehabilitation with an economic and socio-environmental approach in Moa, Cuba

RESUMEN La rehabilitación minera es indispensable en todo proyecto minero sostenible. Este trabajo tuvo el objetivo de evaluar la aplicación de un procedimiento de rehabilitación minera que contempla las dimensiones económica, social y ambiental en explotaciones a cielo abierto de yacimientos de corteza de meteorización laterítica de Moa. Para ello se compararon los resultados de los indicadores del nuevo procedimiento (año 2020) con los resultados anteriores a la introducción de este. Se obtuvo que la eficiencia económica del proceso de rehabilitación minera fue de un 74,82 % en el 2019 contra una eficiencia de 100 % en el 2020; los gastos en la corrección de cárcavas se redujeron en 191 913,86 pesos y se consiguió un ahorro de 36 000,89 CUC en el proceso de intercalamiento de la casuarina con otras especies (guayaba y marañón).

ABSTRACT Mining rehabilitation is essential in any sustainable mining project. This study was aimed at evaluating the application of a mining rehabilitation procedure that considers the social, economic, and environmental dimensions in open-pit mining of lateritic weathering crust deposits in Moa. For this purpose results of indicators of the new procedure in 2020 and results prior to the implementation of such procedure were compared. It was obtained that the economic efficiency of mining rehabilitation process was 74.82% in 2019 in contrast to 2020 where the efficiency was 100%; expenses in gullies correction were reduced by 191,913.86 pesos and a saving of 36,000.89 CUC was achieved in the process of intercropping the casuarina tree with other species (guava and cashew).

From labor to economic insertion: Spaniards in mining sector of eastern Cuba (1902-1924)

RESUMEN El artículo realiza una aproximación a la participación del inmigrante español en el sector de la minería, en la provincia de Oriente entre 1902 y 1924. Con este objetivo, explica cómo estancia en esta región tuvo dos momentos: la incorporación laboral con el fin de lograr una ocupación que les permitiera lograr el propósito con el cual inmigró; y la inserción económica en el mismo como inversionista. Para ello, se consultó bibliografía especializada, la prensa de la época y fuentes documentales ubicadas en el Archivo Histórico Provincial de Santiago de Cuba. Sobre esta base, se aplicaron métodos como el análisis-síntesis, inductivo-deductivo, hermenéutico y la triangulación de fuentes. Ello permitió concluir que, si bien su presencia en el mismo fue elevada como trabajadores a jornal, el papel que desempeñaron como inversionistas no expresó la misma tendencia pues su paso por este respondió a un proceso de diversificación de capitales para aumentar sus ganancias, más no a un interés por desarrollar las producciones mineras.

ABSTRACT This article is an approach to the role of the Spaniard immigrant in the mining sector, in the former province of Oriente between 1902 and 1924. The article explains the two moments lived by Spaniard immigrants during their passage through this part of the country: the incorporation to work in order to achieve an occupation, which would allow them to achieve the purpose for which they immigrated; and the insertion as an investor in the economic activity. The press of that time, specialized bibliography, and documentary sources located in the Historical Archive of Santiago de Cuba province were consulted. Methods such as analysis-synthesis, inductive-deductive, hermeneutical and triangulation sources were applied. Based on the results of this research, it can be concluded that their presence in this area was elevated as day laborers but not as investors as they responded to a process of capital diversification to increase their profits, but not to an interest in developing production.