Minería y Geología

Stochastic modeling of ground acceleration for eastern Cuba and the city of Santiago de Cuba

RESUMEN La región suroriental de Cuba constituye la zona de mayor peligrosidad sísmica del país por su cercana ubicación a la frontera de la placa del Caribe con la placa de Norteamérica. Este artículo presenta dos escenarios posibles de terremotos fuertes localizados a unos 30 km al sur de la ciudad de Santiago de Cuba en términos de aceleración pico del terreno (PGA) y aceleración espectral (PSA). Los valores de aceleración se calcularon para la mayoría de los municipios de la región oriental y para varios puntos de la ciudad de Santiago de Cuba. Se modelaron dos terremotos de magnitudes 7.0 y 7.3, con epicentro en la zona de falla Oriente. Fueron investigados parámetros necesarios en los cálculos como la caída de esfuerzos y la función de atenuación de las ondas sísmicas. Los resultados indican aceleraciones en roca significativas en los municipios de Santiago de Cuba y Guamá con valores que superan los 180 cm/s2. Se obtiene además un mapa de sacudida para la ciudad de Santiago de Cuba considerando la amplificación espectral del suelo. Los valores máximos de aceleración espectral para periodos de 0.3 s alcanzan los 480 cm/s2.

ABSTRACT The southeastern region of Cuba is the most seismically dangerous area of the country because of its close location to the border of the Caribbean plate with the North American plate. This paper presents two possible scenarios of strong earthquakes, located about 30 km south of the city of Santiago de Cuba, in terms of peak ground acceleration (PGA) and spectral acceleration (PSA). Acceleration values were calculated for most of the municipalities in the eastern region and for several points in the city of Santiago de Cuba. Two earthquakes of magnitudes 7.0 and 7.3 were modeled, with epicenter in the Oriente fault zone. Necessary parameters were investigated in the calculations such as the stress drop and the attenuation function of the seismic waves. The results indicate significant rock accelerations in the municipalities of Santiago de Cuba and Guamá with values exceeding 180 cm/s2. A shakemap is also obtained for the city of Santiago de Cuba considering the spectral amplification of the soil. The maximum values of spectral acceleration for periods of 0.3 s reach 480 cm/s2.

Site effect at the accelerograph units from Santiago de Cuba city by using strong movements

RESUMEN Se realizó por primera vez en Cuba un análisis del efecto de sitio en las estaciones acelerográficas de la ciudad de Santiago de Cuba, empleando registros acelerográficos de movimientos fuertes correspondientes al terremoto de Haití del 14 de agosto de 2021 con magnitud de 7.2. Se empleó la descripción litológica en superficie y en profundidad. Se utilizó el método de la interpretación directa de la transformada de Fourier. Como resultados principales se obtuvo que la estación APTO ubicada sobre suelo blando muestra los mayores valores de amplitud (APTO 69.625), así como los mayores valores de periodo (0.430 s) ubicada sobre los depósitos marinos, arenas y guijarros de playa y bancos de tormenta, en comparación con la estación ABON (0.195 s). El máximo valor de frecuencia (5.139hz) corresponde a la estación ABON.

ABSTRACT An analysis of the site effect at accelerograph units from Santiago de Cuba is carried out for the first time in Cuba; using accelerograph records of strong movements corresponding to the Haiti earthquake on August 14, 2021 of magnitude 7.2. The method of direct interpretation of the Fourier transform is used. The main results show that the APTO station, located on the soft soil of marine deposits, beach sand and pebbles, and storm banks, shows the highest amplitude values (APTO 69.625), as well as the highest period values (0.430 s ), compared to the ABON station (0.195 s). The maximum frequency value (5,139 Hz) corresponds to the ABON station.

Forecast of a new Pb and Zn sulfide deposit at Matahambre-Mella mining district in Cuba

RESUMEN Como resultado de la reinterpretación del vuelo aero-electromagnético VTEMPlus, ejecutado en el año 2013 en las Alturas de Pizarras del Norte, provincia de Pinar del Río, se pronosticó un nuevo depósito de sulfuros de Pb y Zn en el distrito minero Matahambre-Mella, a unos cien metros de profundidad y con 10,4 millones de toneladas de mena en categoría de recursos especulativos. El presunto depósito, denominado Orilda, no coincidió con mineralizaciones conocidas ni con las anomalías anteriormente seleccionadas; estuvo vinculado a la anomalía B3, la cual sobresalió por su constante de tiempo de 4,56 ms y su concurrencia con otros criterios de prospección. Se recomienda realizar una exploración terrestre para comprobar la potencialidad minera de esta anomalía y examinar especialmente el área aledaña al SE de su epicentro, con las coordenadas Lambert Sistema Cuba Norte: X: 198 455, Y: 307 946.

ABSTRACT Because of the reinterpretation of VTEMPlus aero-electromagnetic flight, carried out in 2013 at Ls Alturas de Pizarras del Norte in Pinar del Río province, a new Pb and Zn sulfide deposit is predicted at Matahambre-Mella mining district, at a depth of about one hundred meters and with 10,4 million tons of ore in the category of speculative resources. The pretended deposit, called Orilda, does not match with known mineralization or with the previously selected anomalies, linked to the B3 anomaly, which stands out for its time constant of 4,56 ms and its concurrence with other prospecting criteria. It is recommended to carry out a terrestrial exploration to verify the mining potential of this anomaly and to examine especially the area adjacent to the SE of its epicenter, with the coordinates Lambert North Cuba System: X: 198 455, Y: 307 946.

Diagnostic assessment of patrimonial value geosites in Maisí town from Guantanamo province, Cuba

RESUMEN En el municipio de Maisí, provincia de Guantánamo, existen elementos y estructuras geológicas de interés que pudieran formar parte del patrimonio geológico de la nación, sin embargo, esos geositios carecen de una adecuada evaluación. Esta investigación se enfocó en diagnosticar el estado de los geositios y clasificarlos a fin de establecer su valor patrimonial. Para ello se adoptó una metodología que consiste en categorizar cualitativa y cuantitativamente los geositios a partir de la valoración de la calidad de 10 parámetros, a los que se le hace corresponder una puntuación ponderada sobre la base de 100 puntos. Como resultado de la investigación se pudo verificar que el 70 % los geositios se encuentran expuestos a los agentes erosivos y a la acción antrópica por lo que requieren medidas de protección. De los 17 geositios evaluados cinco se consideran con valor patrimonial de significación nacional o internacional y once con valor regional o local. Entre los de mayor valor patrimonial figuran tres cuevas (Patana, La Parada y Patato) y dos valles (El Cupey y La Máquina).

ABSTRACT There are interesting geological elements and structures that could be part of the nation's geological heritage in Maisí municipality; however, these Geosites lack an adequate assessment. This research focuses on diagnosing the state of these Geosites and classifying them in order to establish their heritage value. For this purpose, a methodology that quantitatively and qualitatively categorizes the Geosites from the quality assessment of 10 parameters, to which a weighted score is made to correspond based on 100 points, was adopted. As a result, it was possible to verify that 70% of Geosites are exposed to erosive agents and anthropic action, what is evident they need to be protected. Five Geosites are considered to have heritage value of national or international significance and eleven have regional or local value from 17 Geosites assessed. Among those with the greatest heritage value, three caves (Patana, La Parada and Patato) and two valleys (El Cupey and La Máquina) stand out.

Scandium adsorption from WL residual liquor with activated carbon modified with H₃PO₄ solutions

RESUMEN Se exponen los resultados del efecto de la oxidación de un carbón activado virgen y de ese mismo carbón, pero regenerado luego de ser declarado agotado en el proceso de producción de ron, empleando soluciones de ácido fosfórico de concentración de 1 mol/L y 2 mol/L. Se evaluaron las consecuencias de la modificación química en el mecanismo y grado de adsorción de los iones de escandio (III) en el licor residual WL de la tecnología ácida. La caracterización textural por adsorción de N2 permitió comprobar la naturaleza microporosa de los carbones empleados. El mayor incremento en la capacidad de adsorción de escandio se logró oxidando con H3PO4 a la menor concentración el carbón regenerado, con un valor de 0,145 mg/g, lo que representó el 11,8 % de remoción. Se demostró que la modificación química del carbón activado provoca un aumento de la capacidad de adsorción y porcentajes de remoción del escandio producto a la creación de interacciones específicas con el material adsorbente. El tratamiento del licor residual WL con carbón activado constituye, además de una vía de recuperación de escandio con fines económicos, una alternativa para mitigar la contaminación ambiental que provoca este residual.

ABSTRACT Results of a virgin activated carbon oxidation effect and the same carbon, but regenerated after being declared exhausted in producing rum process, using phosphoric acid solutions of 1 mol/L and 2 mol/L concentration are presented. Consequences of chemical modification on the mechanism and degree of scandium adsorption (III) ions in the WL residual liquor of acid technology were evaluated. Textural characterization by N2 adsorption allowed verifying the microporous nature of the carbons used. The highest increase in scandium adsorption capacity was achieved by oxidizing the regenerated coal with H3PO4 at lowest concentration, with a value of 0,145 mg/g, which represented 11,8 % removal. It was demonstrated that chemical modification of activated carbon causes an increase in the adsorption capacity and thus in the scandium removal due to the creation of specific interactions with the adsorbent material. Treatment of WL waste liquor with activated carbon constitutes a part from a way to recover scandium for financial purposes, an alternative to mitigate the environmental pollution caused by this waste.

Structural performance of the rock massif from Baney quarry in Bioko Sur, Equatorial Guinea

RESUMEN El objetivo del presente trabajo fue establecer, a través de parámetros geomecánicos, el comportamiento estructural del macizo rocoso en la cantera Baney, en la ciudad de Malabo. Se realizó un levantamiento geológico para determinar las familias de grietas y el tamaño de los bloques. La calidad geomecánica del macizo se estableció según la clasificación SMR de Romana, con ayuda de los softwares QGís y ArGís. Los resultados de resistencia obtenidos en el laboratorio revelaron rocas de alta fortaleza; se detectaron cuatro familias de grietas y el tamaño de bloques resultó pequeño. El mapeado de los valores del índice SMR obtenido (desde 61 hasta 39) revela la existencia de zonas de diferente estabilidad dentro de la cantera, variando desde zonas estables hasta inestables.

ABSTRACT The aim of this work is to establish the structural performance of the rock massif from Baney quarry, in Malabo city, using geomechanical parameters. A geological survey was carried out to determine the different kinds of cracks and the size of the blocks. The geomechanical quality of the massif was established according to Romana’s SMR classification and by using QGís and ArGís software. The strength results obtained in the laboratory revealed the existence of high - strength rock; four family of cracks were detected and the block size was small. Mapping of SMR index values obtained (from 61 to 39) revealed the existence of zones of different stability within the quarry, ranging from stable to unstable zones.

Chemical and mineralogical characterization of the environmental liabilities generated by marble mining in Namibe, Angola

RESUMEN La extracción de mármol de la mina Rokáfrica ha generado un pasivo ambiental minero, objeto de una caracterización química y mineralógica a fin de determinar posibles usos de estos residuos. Para el análisis se conformaron cinco muestras experimentales a partir de una muestra compósito de 5 000 kg. Los ensayos químicos se realizaron por espectrometría de absorción atómica; los mineralógicos, por difractometría de rayos X, utilizando el método de polvo. Se encontraron importantes contenidos de CaO, SiO2, MgO, Al2O3, Fe2O3, K2O e Na2O en estos residuos, siendo los contenidos promedio de CaO y NPK de 38,99 % y 4 %, respectivamente. Se detectó cuarzo, feldespato, micas y carbonatos como fases mineralógicas principales. Estos resultados apuntan a que este pasivo ambiental minero tiene perspectivas de uso como material de construcción y para la agricultura.

ABSTRACT The extraction of marble from the Rokáfrica mine has generated a mining environmental liability, which is the subject of a chemical and mineralogical characterization in order to determine possible uses of these wastes. For the analysis, five experimental samples were made from a 5,000 kg composite sample. Chemical tests were performed by atomic absorption spectrometry; mineralogical tests were performed by X-ray diffractometry, using the powder method. Significant contents of CaO, SiO2, MgO, Al2O3, Fe2O3, K2O and Na2O were found in these residues, with average CaO and NPK contents of 38.99 % and 4 %, respectively. Quartz, feldspar, micas and carbonates were detected as main mineralogical phases. These results suggest that this mining environmental liability has prospects for use as construction material and for agriculture.

Comparative analysis of the thermal efficiency of a flat plate solar collector varying the glass type in the cover

RESUMEN Se realizó un análisis comparativo del rendimiento térmico en colectores solares de placa plana para el calentamiento de aire debido a la radiación solar incidente. Se utilizaron dos colectores solares de placa plana y cubierta de vidrio convencional oscuro y claro, respectivamente, lo que permitió determinar el efecto de la radiación solar incidente en la temperatura de salida del aire. Se experimentó en igualdad de condiciones con toma de datos en tiempo real cada minuto durante seis horas al día y en cuatro condiciones: sin aire forzado, con aire forzado a 0,033 kg/s, 0,5 kg/s y 0,061 kg/s. La experimentación permitió definir que la aplicación de vidrio oscuro disminuye el rendimiento térmico; los mejores valores se obtienen al utilizar vidrio claro, la temperatura de salida obtenida alcanza valores promedio de 8,26 °C sin aire forzado. El rendimiento térmico comparativo entre los colectores solares con la cubierta de vidrio claro y oscuro muestra valores que alcanzan el 12 % en cubiertas de vidrio claro, los valores de radiación solar incidente experimentales variaron entre 200 W/m2 y 1 500 W/m2.

ABSTRACT A comparative analysis of the thermal efficiency of flat plate solar collectors for air heating due to incident solar radiation was carried out. Two flat plate solar collectors and conventional cover of dark and clear glass were used, which allowed determining the incidence of incident solar radiation on the air outlet temperature. Experiments were carried out under equal conditions with real-time data collection every minute for six hours a day and four conditions: without forced air, with forced air at 0,033 kg/s, 0,5 kg/s and 0,061 kg/s. The experimentation allowed defining that the application of dark glass decreases the thermal efficiency; the best values are obtained when using clear glass, the outlet temperature obtained reaches average values of 8,26 °C without forced air. The comparative thermal performance between solar collectors with clear and dark glass covers shows values that reach 12 % in clear glass covers, the experimental incident solar radiation values varied between 200 W/m2 and 1 500 W/m2.