Minería y Geología

Concentraciones anómalas de escandio y samario en el depósito laterítico de níquel Cajálbana

RESUMEN Para incrementar el conocimiento geológico de la corteza de meteorización del depósito laterítico de níquel Cajálbana se realizó la caracterización mineralógica y geoquímica, con el propósito de determinar la presencia de elementos de tierras raras y otros metales de interés, no contemplados en los estudios preliminares. Se tomaron muestras compósitos en seis pozos mineralógicos perforados en el área de investigación. Las muestras se analizaron utilizando difractometría de rayos X y análisis químicos por ICP-MS, para 26 elementos químicos. Se revelaron concentraciones anómalas de escandio y samario, que superan cuatro veces el valor el clarke del primero y diez veces el del segundo. La existencia de contenidos anómalos de escandio de 104,32 ppm y samario de 82,18 ppm en el horizonte de limonita, con una concentración total de ETR en este horizonte de 191,25 ppm, incrementa el valor potencial de los recursos lateríticos del depósito Cajálbana.

ABSTRACT To increase the geological knowledge of the weathering crust of the Cajálbana nickel lateritic deposit, its mineralogical and geochemical characterization was performed, with the purpose of determining the presence of rare earth elements and other metals of interest, not contemplated in the preliminary studies. Composite samples were taken from six mineralogical wells drilled in the research area. The samples were analyzed using X-ray diffractometry and chemical analysis of basic elements and by ICP-MS, for 26 chemical elements. Anomalous concentrations of scandium and samarium were revealed, which exceed four times the clarke value of the first and ten times that of the second. The existence of anomalous contents of scandium of 104,32 ppm and samarium of 82,18 ppm in the limonite horizon, with a total concentration of ETR in this horizon of 191,25 ppm, increases the potential value of the lateritic resources of the deposit Cajálbana.

Determinación de un escenario de peligro sísmico determinístico en la península de Hicacos

RESUMEN Mediante un enfoque determinístico para caracterizar los movimientos del suelo se desarrolló un escenario de terremoto para precisar el peligro sísmico de la península de Hicacos en Matanzas, Cuba. Se seleccionaron las zonas de origen de terremoto del territorio occidental con la mayor potencialidad sísmica, en un radio de 300 km, para la península. En estas fallas se asociaron los terremotos con la magnitud máxima a partir del criterio de expertos en resultados de estudios recientes. A partir de la descripción de las características geológicas de las formaciones presentes en la península se hizo una clasificación del tipo de suelo según la norma sísmica vigente (NC 46 2017). Mediante el software SELENA se procesaron los datos de los terremotos, conjuntamente con las relaciones empíricas de predicción del movimiento del suelo y la distancia a cada sitio (unidad de suelo) para el análisis determinístico del peligro sísmico. Como resultado, se obtuvieron valores de espectro de respuesta de suelo (PGA, Sa0.2, Sa1.0), tanto para suelo blando como para suelo tipo roca, de acuerdo con el escenario de terremoto y se correlacionó la intensidad con los parámetros del movimiento del suelo.

ABSTRACT Using a deterministic approach to characterize soil movements, an earthquake scenario was developed for determining the seismic hazard of the Hicacos peninsula in Matanzas, Cuba. The earthquake origin areas of the western territory with the highest seismic potential, within a radius of 300 kilometers, were selected for the peninsula. Earthquakes with the maximum magnitude were associated in these faults based on expert judgment based on results of recent studies. On the basis of the description of geological characteristics of formations present on the peninsula, a classification of the soil type was made according to the current seismic standard (Cuban Standard, 2017).The earthquake data was processed by using SELENA software in conjunction with the empirical relationships for predicting soil movement and the distance to each site (soil unit) for the deterministic analysis of seismic hazard. As a result, soil response spectrum values (PGA, Sa0.2, Sa1.0) were obtained for both soft soil and rock-type soil according to the earthquake scenario and it was correlated intensity with soil movement parameters.

Geomorfología tectónica del sureste del municipio de Mayarí, provincia de Holguín

RESUMEN Se determinó el comportamiento de la actividad tectónica reciente en el sureste del municipio de Mayarí, provincia de Holguín. A partir de la información topográfica del modelo digital de elevación del territorio, a 25x25 m de resolución, se generaron 17 cuencas fluviales a las cuales se aplicaron cuatro índices morfométricos: curva hipsométrica, integral hipsométrica, factor de asimetría y radio de elongación. El análisis cuantitativo de las características superficiales de estas cuencas permitió definir sus dimensiones, forma, estadio geomorfológico, intensidad de la actividad tectónica y dirección de los movimientos basculantes. La interpretación de los resultados mostró que el carácter de la actividad tectónica reciente en el área de estudio va de moderado a alto y es uno de los principales factores que condicionan el paisaje en el territorio. El relieve actual se halla en un estadio de madurez geomorfológica y las zonas con mayor intensidad en la tectónica reciente, según los índices geomorfológicos aplicados, se ubican al noroeste y suroeste de la región.

ABSTRACT The performance of recent tectonic activity in southeast of Mayarí municipality, Holguín province was determined. Seventeen (17) river basins were generated based on topographic information from the Digital Elevation Model of the territory at 25x25 m resolution, to which four morphometric indices were applied: hypsometric integral, hypsometric curve, and asymmetry factor and elongation radius. Quantitative analysis of the surface characteristics of these basins allowed defining their dimensions, shape, and geomorphological stage, intensity of tectonic activity and direction of tilting motion. Interpreting the results showed that character of recent tectonic activity in the study area ranges from moderate to high and it is one of the main factors conditioning the landscape of the territory. The current relief is in a geomorphological maturity stage and the areas with the greatest intensity in recent tectonics are located in the northwest and southwest of the region, according to the geomorphological indices applied.

Evolución geológica del archipiélago cubano: Génesis de sus principales fallas regionales

RESUMEN Se propone un modelo de evolución geológica del archipiélago cubano con el objetivo de explicar los principales contextos geotectónicos y edades en que se originaron las principales fallas regionales capaces de generar terremotos en la actualidad, atendiendo a que este fenómeno no parece solucionado en su totalidad en los diferentes modelos geológicos consultados. El trabajo se fundamentó en la valoración de las asociaciones petrotectónicas del archipiélago cubano, identificadas con base en las características estratigráficas de las unidades litoestratigráficas y litodémicas descritas en los levantamientos geológicos locales y regionales, reflejadas en los mapas geológicos y reglamentadas en el Léxico Estratigráfico Cubano del 2013; así como en su correspondencia con los contextos geotectónicos, asociaciones petrotectónicas, etapas y estadios establecidos en el ciclo de Wilson.

ABSTRACT A model Cuban archipelago geological evolution is presented with the aim of explaining geotectonic contexts main and ages in which main regional faults capable of generating earthquakes today originated. This phenomenon does not seem fully solved in the different geological models consult. The work was based evaluation the Cuban archipelago petrotectonic associations identified in base on the lithostratigraphic and lithodemic units stratigraphic characteristics described in the local, regional geological surveys reflected in the geological maps and regulated in the 2013 Cuban Stratigraphy’s Lexicon; and its correspondence with the geotectonic contexts, petrotectonic associations, stages and phases established in the Wilson Cycle.

Caracterización de bacterias resistentes a metales pesados aisladas de un residual minero cubano

RESUMEN La contaminación ambiental por metales pesados constituye un problema mundial contemporáneo. El desarrollo de estrategias biotecnológicas en el campo de la remediación ha ganado gran atención en los últimos años por ser más rentables, eficientes y amigables con el medio ambiente. Las bacterias resistentes a metales pesados constituyen una herramienta potente en la biorremediación de ambientes contaminados por metales. Este trabajo tuvo como objetivo caracterizar bacterias resistentes a metales pesados, aisladas de un escombro laterítico, residual de la industria minera de Moa. Se aislaron dos bacterias (EL-1 y EL-2) a partir del escombro laterítico. Los aislados se caracterizaron e identificaron hasta el nivel de género. Se evaluó la resistencia a níquel, cobalto, cromo y aluminio en medio mínimo Tris sólido. Se determinó la curva dosis-respuesta a níquel, cobalto, cromo y aluminio, así como el mecanismo de resistencia bacteriana a níquel. Además, se evaluó la susceptibilidad a antibióticos. Los dos aislados fueron identificados como Bacillus sp. Las cepas fueron resistentes a todos los metales evaluados, mostrando una alta resistencia a níquel (25 mmol-L-1). La cepa Bacillus sp. EL-1 presentó un mecanismo inducido de resistencia a níquel, mientras que la cepa Bacillus sp. EL-2 presentó una expresión constitutiva de la resistencia a este metal. Las bacterias mostraron un predominio de la sensibilidad a los antibióticos evaluados. Todas estas características las hacen interesantes para ser aplicadas en estrategias de biorremediación para el saneamiento ambiental.

ABSTRACT Environmental pollution by heavy metals is a contemporary world problem. Developing biotechnological strategies in remediation field has gained great attention in recent years for being more profitable, efficient and friendly to the environment. Heavy metal resistant bacteria are a powerful tool in bioremediation of metal contaminated environments. The aim of this study is to characterize heavy metal resistant bacteria, isolated from lateritic rubble, residual from Moa mining industry. Two bacteria (EL-1 and EL-2) were isolated from the lateritic rubble. The isolated ones were characterized and identified down to gender level. Resistance to nickel, cobalt, chromium and aluminum was evaluated in solid Tri minimal medium. The dose-response curve for nickel, cobalt, chromium and aluminum was determined, as well as the mechanism of bacterial resistance to nickel. In addition, antibiotic susceptibility was assessed. The two isolated were identified as Bacillus sp. The strains were resistant to all the evaluated metals, showing a high resistance to nickel (25 mmol-L-1). The Bacillus sp. EL-1 showed an induced mechanism of nickel resistance, while the Bacillus sp. EL-2 showed a constitutive resistance to this metal. The bacteria showed a predominance of sensitivity to the antibiotics evaluated. All these characteristics make them interesting to be applied in bioremediation strategies for environmental cleanup.

Ordenamiento de la minería de materiales para la construcción en Namibe (Angola): escombrera para la cantera Bibala

RESUMEN El trabajo aborda el ordenamiento de la actividad minera en la provincia angolana de Namibe, en el caso particular de la cantera Bibala, de donde se extrae grava, polvo de piedra, rajón triturado y arcillas para la construcción. El propósito fue diseñar y habilitar una escombrera para disponer los residuos del laboreo minero a fin de ordenar la disposición del estéril y minimizar los impactos ambientales negativos. La selección del sitio para la ubicación de la escombrera se basó en el valor del índice de calidad (Qe) obtenido para dos zonas (A y B) localizadas dentro de la concesión minera, lo que permitió seleccionar la zona A como el lugar propicio, de acuerdo con los requerimientos ambientales, de seguridad y riesgos, establecidos para esta región. La escombrera contribuye a ordenar la actividad minera en la cantera Bibala al darle uso a una zona subutilizada de la propia concesión, a la vez que reduce el impacto ambiental negativo por el vertimiento desordenado de los escombros y hace más eficiente el transporte al acortar la distancia de acarreo del estéril.

ABSTRACT Present study deals with the ordering of mining activity in Namibe, Angolan province in the particular case of Bibala quarry from which stone dust, gravel, crushed stone and clays for construction are extracted. The purpose of the present study was to design and enable a dump for disposing the mining tillage waste with the purpose of ordering the disposal of waste and minimizing negative environmental impacts. Selecting the site for locating the dump was based on the value of quality index (Qe) obtained for two zones (A and B) located within the mining concession, which allowed selecting zone A as the suitable place, in accordance with the environmental, safety and risk requirements established for this region. The dump contributes to organize mining activity in the Bibala quarry by giving use to an underused area of concession itself, while reducing the negative environmental impact provoked by disorderly dumping of rubble and making transportation more efficient by shortening the distance of carrying the sterile.

Evaluación del uso de vidrio reciclado en la producción de hormigones cubanos

RESUMEN En Cuba se realizan investigaciones con el fin de emplear en las mezclas de hormigón vidrio reciclado como sustituto parcial de la arena y el cemento. Este artículo reporta el resultado, a escala de laboratorio, de la sustitución del árido fino y del cemento por vidrio molido en dosificaciones de 25 %, 50 % y 100 % para la primera y de 10 %, 20 % y 30 % para el segundo. Las mezclas obtenidas se compararon con un patrón en cuanto a consistencia y resistencia a la compresión. En las mezclas frescas se obtuvo un aumento directamente proporcional de la consistencia con el porcentaje de reemplazo de la arena, mientras que para el cemento ocurrió lo contrario, sin embargo todas mantuvieron una consistencia apta para el uso. En el intervalo desde los 7 hasta los 28 días de edad de las mezclas la resistencia a la compresión se incrementó gradualmente, obteniéndose en las muestras M1, M4 y M5 valores que sobrepasan el de la muestra patrón. Los resultados avalan a escala de laboratorio la factibilidad de reemplazar por vidrio molido el 25 % de la arena y hasta el 20 % del cemento, sin que se afecte la resistencia a la compresión normada (25-35 MPa) para el hormigón tradicional.

ABSTRACT With the purpose of using recycled glass in concrete mixtures as a partial substitute for sand and cement in Cuba, researches are carried out. This article shows the result at a laboratory scale in substituting fine aggregate and cement with ground glass in dosages of 25%, 50% and 100% for the first one and 10%, 20% and 30% for the second one. The mixtures obtained were compared to a standard for consistency and compressive strength. In the fresh mixes, a directly proportional increase in consistency was obtained with the percentage of replacement of the sand but it was different for cement, however all of them maintained a consistency suitable for use. Compressive strength gradually increased in an interval from 7 to 28 days of mixing’s age obtaining values exceeding the standard sample in M1, M4 and M5 samples. The results support at a laboratory scale, the feasibility of replacing 25% of the sand and up to 20% of cement with ground glass, without affecting the standard compressive strength (25-35 MPa) for traditional concrete.

Valoración química, fásica y calorimétrica de un material puzolánico obtenido mediante aluminotermia asistida por arco eléctrico utilizando escoria de cubilote

RESUMEN La valoración química, fásica y calorimétrica de un material puzolánico obtenido mediante aluminotermia asistida por arco eléctrico, utilizando escoria de cubilote para brindar criterios sobre su carácter puzolánico fue el propósito de este estudio. La caracterización química de la escoria de cubilote y del material puzolánico sintetizado se realizó por métodos analíticos como gravimetría por volatilización, volumetría por formación de complejos, espectrofotometría UV-VIS, espectrometría absorción atómica y la caracterización fásica mediante análisis semicuantitativo empleando difracción de rayos X. El carácter puzolánico de la escoria de cubilote y el material puzolánico sintetizado se determinó por ensayos de solubilidad alcalina y calorimetría isotérmica en sistemas de pastas Ca(OH)2-Puzolana y cemento Portland-Puzolana. La escoria de cubilote no contiene más del 70 % de SiO2, Al2O3 y Fe2O3, como indica la NC TS 528:2007 para su uso como puzolana, y presenta un 60 % de amorfismo; mientras el material puzolánico sintetizado cumple con lo establecido en la norma y registra un 30 % de amorfismo. Los mayores valores de los contenidos de Si y Al soluble en la escoria de cubilote, con respecto al material puzolánico sintetizado y a la zeolita estudiada, están asociados a que predomina una distribución no periódica de estos elementos químicos en los dominios amorfos. La mayor reactividad puzolánica del material puzolánico sintetizado, con respecto a la escoria de cubilote, se atribuye a la combinación del carácter amorfo con el incremento de las fases reactivas producto de las modificaciones químicas y fásicas mediante aluminotermia en horno de arco eléctrico.

ABSTRACT The purpose of this study was to evaluate the chemical, phasic and calorimetric evaluation of a pozzolanic material obtained by electric arc-assisted aluminothermy using cupola slag to provide criteria on its pozzolanic nature. Chemical characterization of cupola slag and synthesized pozzolanic material (MPS) was performed by using analytical methods such as volatilization gravimetry, complex formation volumetry, UV-VIS spectrophotometry, atomic absorption spectrometry, and phase characterization using semi quantitative analysis by XRD. The pozzolanic character of cupola slag and MPS was evaluated by means of alkaline solubility tests and isothermal calorimetry in Ca (OH) 2-Puzolana and Portland Cement (CP)-Pozzolan paste systems. Cupola slag does not contain more than 70% of SiO2, Al2O3 and Fe2O3 as indicated in NC TS 528: 2007 for its use as pozzolan and has 60 % amorphism, while the MPS complies with the provisions of the standard and presents a 30 % amorphism. The highest values of the Si and Al contents in the cupola slag respect to MPS and the zeolite studied are associated with the predominance of a non-periodic distribution of these chemical elements in the amorphous domains. Higher pozzolanic reactivity of the MPS respect to cupola slag obtained by isothermal Ca (OH) 2-Pozolana and CP-Pozzolan calorimetry is attributed to a combination of amorphous character with the increasing of reactive phases result from chemical and phase modifications by using aluminothermy in an electric arc furnace.