Minería y Geología

Petrographic analysis of ultramafic rocks in a zone of Cajálbana massif, Western Cuba

RESUMEN Las Rocas Ultramáficas del Macizo Cajálbana (RUMC) forman parte del Cinturón Ofiolítico Septentrional (COS) de Cuba. El macizo aflora en forma de un cuerpo irregular en la parte occidental de la isla, región de Bahía Honda (Pinar del Río). Aquí se presenta el análisis petrográfico y geoquímico de 21 muestras de peridotitas y dunitas del sector SW de este macizo, y su comparación con litologías similares del Cinturón. Los resultados revelaron que durante el proceso magmático y la posterior serpentinización de las RUMC ocurrieron dos etapas fundamentales de formación mineral: una con olivino, piroxenos (enstatita y augita) y Cr-espinela (etapa 1), y otra con lizardita, crisotilo, bastita, Cr-espinela rica en Fe3+ y magnetita (etapa 2). Las relaciones de Al2O3/SiO2 (0.02 - 0.06) y el porcentaje en peso (wt%) de Al2O3 (1.17 - 2.43), TiO2 (0.01 - 0.04) y CaO (0.04 - 2.58) varían en estas rocas, y se ubican dentro del rango de las rocas ultramáficas de ambiente abisal (porción de corteza proto-Caribe) y en zonas de solapamiento de la corteza proto-Caribe con el forearc (porción de corteza placa Caribe). Comportamiento similar se ha reportado para las rocas ultramáficas de los macizos Villa Clara y Habana- Matanzas.

ABSTRACT The Ultramafic Rocks of Cajálbana Massif (URCM) are part of the Northern Ophiolithic Belt (NOB) of Cuba. The massif outcrops as an irregular body in the western part of the island, Bahía Honda region in Pinar del Río province. The study presents the petrographic and geochemical analysis of 21 samples of peridotites and dunite from the SW sector of this massif and their comparison with similar lithology of the Belt. Results showed that during the magmatic process and after serpentinization RUMC, two fundamental stages of mineral formation occurred: one with olivine, pyroxenes (enstatite and augite) and Cr-spinel (stage 1), and another with lizardite, chrysotile, bastite, Fe3+-rich Cr-spinel and magnetite (stage 2). The Al2O3/SiO2 ratios (0.02 - 0.06) and weight percent (wt %) of Al2O3 (1.17 - 2.43), TiO2 (0.01 - 0.04) and CaO (0.04 - 2. 58) vary in these rocks, and are located within the range of ultramafic rocks of abyssal environment (portion of proto-Caribbean crust) and in overlapping zones of proto-Caribbean crust with the forearc (portion of Caribbean plate crust). Similar performance has been reported for the ultramafic rocks of the Villa Clara and Havana-Matanzas massifs.

Silicate profiles characterization in lateritic nickel deposit of Punta Gorda, Moa, Cuba

RESUMEN Aunque los perfiles lateríticos del yacimiento Punta Gorda (Moa) han sido clasificados como oxidados, estudios relativos a la calidad de la mena niquelífera han revelado dentro del yacimiento sectores con perfiles del tipo arcilloso y esmectítico. Ello incitó a caracterizar mineralógicamente los horizontes saprolíticos de los perfiles lateríticos en el bloque O-48 del yacimiento, con técnicas de Difracción de rayos-X y Espectroscopía de ICP-AES. Se distinguieron de este modo, perfiles lateríticos constituidos por horizontes propiamente arcillosos (con predominio de caolinita) asociados con perfiles de horizontes esmectíticos-cloríticos. Las esmectitas son del tipo saponita-Fe y montmorillonita y las cloritas del tipo clinocloro, enriquecidas en Fe. La paragénesis del componente esmectítico (Sm)- clorítico (Chl) se interpreta como un proceso de meteorización progresiva de Sm a Chl. En el sector O-48 del depósito Punta Gorda, las saprolitas esmectíticas-cloríticas son las portadoras de la mayor cantidad de níquel, con contenidos desde 1,07 % hasta 1,59 % de NiO, mientras que las caoliníticas son pobres en este metal (menos de 0,69 % de NiO).

ABSTRACT Although the lateritic profiles of Punta Gorda deposit, Moa municipality have been classified as oxidized, studies related to the quality of nickel ore have revealed within the deposit, sectors with clayey and smectite type profiles. This prompted the mineralogical characterization of the saprolitic horizons of the lateritic profiles in the O-48 block of the deposit, with X-ray diffraction and ICP-AES spectroscopy techniques. Lateritic profiles constituted by clay horizons (with predominance of kaolinite) associated with smectitic-chloritic horizons were distinguished. Smectite are Fe- saponite and montmorillonite type and the chlorites of the clinochlorite type, enriched in Fe. The paragenesis of the smectite (Sm)-chloritic (Chl) component is interpreted as a process of progressive weathering from Sm to Chl. In the O-48 sector of the Punta Gorda deposit, the smectitic-chloritic saprolite are the carriers of highest amount of nickel, with contents from 1.07 % to 1.59 % NiO, while the kaolinite ones are poor in this metal (less than 0.69 % NiO).

Generalized physical-geological modeling for polymetallic deposits in northwest of Pinar del Río province, Cuba

RESUMEN El noroeste de la provincia Pinar del Río es una conocida región minera, rica en sulfuros de cobre y polimetálicos hospedados en una cuenca sedimentaria, representada básicamente por las formaciones San Cayetano y Esperanza. Al no disponerse de un modelo físico-geológico de toda la zona noroeste de la provincia para estos depósitos, se dificulta la fundamentación del complejo racional de métodos geofísicos para la prospección, razón por la cual esta investigación tuvo el propósito de obtener tal modelo. Se elaboró primeramente el modelo geológico, a partir de modelos precedentes recogidos en la literatura; igualmente, para elaborar el modelo petrofísico, se recopilaron y procesaron las propiedades físicas contenidas en informes de proyectos. Se calcularon los campos físicos correspondientes y se conformó el modelo físico-geológico generalizado para toda la zona de estudio. El modelo consiguió sistematizar la información dispersa en distintas fuentes y generar un patrón identificativo para este tipo de depósitos, así como determinar el complejo racional de métodos geofísicos para la prospección.

ABSTRACT The northwest of Pinar del Río province is a well-known mining region, rich in copper and polymetallic sulfides hosted in a sedimentary basin, basically represented by San Cayetano and Esperanza formations. It is difficult to substantiate the rational complex of geophysical methods for prospecting, since a physical-geological model of the entire northwestern area of the province is not available for these deposits, which is the reason this research was aimed at obtaining such a model. First, the geological modeling was elaborated based on previous models collected in the literature; likewise, to elaborate the petro physical modeling, physical properties contained in project reports were collected and processed. The corresponding physical fields were calculated and generalized physical-geological modeling for the entire study area was formed. The model managed to systematize the information scattered in different sources and to generate an identifying pattern for this type of deposits, as well as determining the rational complex of geophysical methods for prospecting.

Determining ground subsidence using InSAR technology: San Antonio-San Vicente road case study

RESUMEN Esta investigación presenta un esquema de trabajo para determinar la subsidencia del terreno mediante el uso de imágenes satelitales SENTINEL-1 y el procesamiento con el software SNAP. Se describen los pasos necesarios para obtener los desplazamientos del terreno, desde la descarga de las imágenes en las plataformas Copernicus y Alaska hasta la exportación final de los resultados en formatos que faciliten su interpretación. Como caso de estudio se analizó la carretera San Antonio-San Vicente, en Manabí (Ecuador), donde se evidenciaba la posibilidad de subsidencia en la infraestructura vial y las edificaciones circundantes. Mediante el esquema propuesto se obtuvieron valores de desplazamiento para el período 2017-2024 y los resultados se presentaron mediante herramientas gráficas que facilitan el análisis interdisciplinario y la toma de decisiones oportunas. Los desplazamientos registrados alcanzaron valores de hasta 29 cm que provocaron grietas en la estructura de la vía. Estos resultados sugieren la existencia de un proceso de subsidencia en la zona de estudio, lo que fue corroborado mediante inspecciones visuales en varios tramos de la carretera, y enfatizan la importancia del monitoreo satelital para la detección temprana y la gestión del riesgo geológico en infraestructuras.

ABSTRACT This research presents a scheme for determining ground subsidence using satellite images SENTINEL-1 and processing with SNAP software. Necessary steps for obtaining ground displacements are described, from the download of images in the Copernicus and Alaska platforms to the final export of results in formats that allow an easy interpretation. The San Antonio-San Vicente road, in Manabí (Ecuador) was analyzed as a case study, where the possibility of subsidence in the road infrastructure and surrounding buildings was evident. Displacement values were obtained for 2017-2024 period, using the proposed technological scheme, and graphical tools allowed presenting results that facilitate interdisciplinary analysis and timely decision making. The recorded displacements reached values up to 29 cm, causing cracks in the road structure. These results suggest the existence of a subsidence process in the study area, which is corroborated by visual inspections in several sections of the road, highlighting the importance of satellite monitoring for early detection and management of geological risk in infrastructures.

Evaluating agrominerals and soil improvers for cucumber and bean crops in Moa municipality

RESUMEN Los suelos lateríticos ferrosos de Moa son de baja productividad agrícola. El presente trabajo tuvo el objetivo de evaluar la aplicación de agrominerales y mejoradores de suelos, a partir de tres experimentos realizados en dos organopónicos de la localidad. Se aplicaron formulaciones a base de tobas zeolitizadas cargadas con residual amoniacal y calcilutitas en cultivos de pepino y habichuela, y formulaciones a base de tobas zeolitizadas cargadas con residual amoniacal y mezcladas con tobas vítreas, en cultivos de pepino. Las formulaciones lograron incrementar el rendimiento de la habichuela y del pepino variedad Puerto Padre evidenciando la viabilidad del uso de este agromineral. Los resultados contribuyen a la sostenibilidad ambiental y fomentan la adopción de prácticas más sostenibles.

ABSTRACT The lateritic ferrous soils of Moa have low agricultural productivity. This study is aimed to evaluate applying agrominerals and soil improvers, based on three experiments carried out in two organoponics from the locality. Formulations based on zeolitized tuffs loaded with ammoniac residual and calcilutites were applied on cucumber and bean crops, and on cucumber crops, formulations based on zeolitized tuffs loaded with ammoniac residual and mixed with glassy tuffs. It was showed that formulations achieved an increase in the yield of bean and cucumber crops, Puerto Padre Variety, demonstrating the viability of using this agro-mineral. These results contribute to environmental sustainability and encouraging the adoption of more sustainable practices.

Design of a dual bidirectional DC/DC converter for hybrid energy storage management in microgrids

RESUMEN La integración eficiente de fuentes renovables en microrredes requiere soluciones avanzadas para gestionar la variabilidad energética y garantizar estabilidad en el bus de corriente continua (DC). Este artículo propone un convertidor DC/DC bidireccional dual de topología Buck-Boost, diseñado para controlar de manera independiente el flujo de energía entre un sistema de almacenamiento híbrido (baterías y supercondensadores) y un bus DC de 48 V. El convertidor emplea un esquema de control de lazo cerrado con tres reguladores PI, que monitorean y ajustan simultáneamente: (1) la corriente de carga/descarga de los dispositivos de almacenamiento, (2) la tensión en estos elementos, y (3) la tensión del bus DC. Implementado en Simulink MATLAB R2023b y validado experimentalmente, el diseño demostró una eficiencia del 94 %, capacidad para operar en modo boost (24 V → 48 V) y buck (48 V → 12 V), y protección activa contra caídas de tensión en baterías. Los resultados destacan su habilidad para gestionar picos de potencia con supercondensadores y demandas sostenidas con baterías, reduciendo el estrés térmico y extendiendo su vida útil. Esta solución se posiciona como una alternativa escalable para microrredes resilientes, optimizando la integración de renovables y asegurando un suministro eléctrico estable en escenarios dinámicos.

ABSTRACT Integrating renewable sources into microgrids requires advanced solutions to manage energy variability and ensure stability in the direct current (DC) bus. This article is a proposal of a dual bidirectional DC/DC converter with a Buck-Boost topology, designed to independently controlling the energy flow between an energy storage system (batteries and super capacitors) and a 48 V DC bus. The converter uses a closed-loop control scheme with three PI controllers, which simultaneously monitor and adjust: (1) the charge/discharge current of the storage devices, (2) voltage across these elements, and (3) the DC bus voltage. Implemented in Simulink MATLAB R2023b and experimentally validated, the design showed 94% efficiency; the ability for operating in boost mode (24 V → 48 V), buck mode (48 V → 12 V), and active protection against battery voltage drops. Results highlight its capability to manage power peaks with super capacitors and sustained demands with batteries, reducing thermal stress and extending their lifespan. This solution is an alternative for resilient micro grids, optimizing renewable integration and ensuring stable power supply in dynamic scenarios.