APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Los recursos en nuestra tierra son finitos. Esto es una realidad y puede suponer un problema si no se gestionan con eficiencia y también puede suponer un problema si no se trazan líneas de investigación para extender las fronteras del conocimiento. Este conocimiento y esta técnica no está extendida por todos los rincones de nuestro planeta. Por desgracia, el desarrollo no es igual para todos y esto genera un desequilibrio en el avance como especie y repercute directamente en todos los aspectos de la vida. Entre ellos, la gestión de recursos. Dadas estas dos premisas, surge el germen de este proyecto en el que se pretende crear un modelo de concentración magnética de minerales y reciclaje de bajo coste con potencial de reproductividad para hacer más alcanzable esta capacidad. Es gracias a la colaboración entre la Escola Politécnica Superior d'Eginyeria de Manresa y el Centro de Cooperación para el Desarrollo (CCD) que surge la oportunidad de aportar para hacer accesible este conocimiento y capacidades de las que disponemos. En este proyecto se explora el proceso de análisis de maquinaria existente en el mercado para, siendo conscientes de los limitantes de recursos existentes, concebir un nuevo prototipo capaz de abaratar costes tratando de mantener la eficiencia del equipo.

Cabanasses is an ore deposit located in the Catalan potash basin, whichis part of the Cardona evaporite formation in the Ebro Valley, 75 km northwest of Barcelona. The depositis configured by8 salt lithologies, formedby layers of clay-sized particles.Saline materials, under high stress,behave as a visco-plastic formcalled creep. This characteristic has a crucial influence to safety,production rate and costs. Therefore, it is necessary to study the properties of the salt lithologies as well as the characteristics of the clay-size particles, considering thesurfaces correspond to the weakness planesin order to find the best working conditions. Two different approacheshave been applied in this study:the laser scan and several geomechanical tests.The laser scan is a very useful tool to define the convergence of the drifts, obtaining a 3D model.Data from twodrifts was taken every week,called GC-01 and GC-02respectively. Three measurementsfor the GC-01 and four measurement for theGC-02, comparing the sections among them from week to week everymetre, using five control pointsin each section:1 on the roof, 2 on the roof corners and2 on the walls. The movements in all five control points were analysedin order to define the maindeformationmechanism. According to obtained results, it waspossible to observe the main deformation movement, seeing a considerable convergence displacement that reduces the cross-sections over time.In the caseof GC-01, the deformation increases progressively and homogeneouslywithout exceeding 2 cm per week in the 5 control points. WhileGC-02displays an irregular behaviour,either in the overall convergence or each individual point.Being more pronounced in the upper area, producing a flattened drift,wherethe deformations can exceed 10 cm per week.On the other hand, geomechanical testswere performed. Samples were collectedfrom each representative lithology of the mine, consideringthe potential weakness planes.Initially, roughness measurements were done in all the sample. Subsequently, the main geomechanical characteristics were analysed, such as natural and dry density, humidity and quantification of the insoluble particles of each lithology.These insoluble particles were analysed by several analytical techniques, using:theScanning electron microscopy (SEM) with analysis by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and theX-ray powder diffraction (XRD). Obtaining information about the mineralogy of theircomposition, since the study of the mineral particles that form the joints is essential to understand the mechanisms ofthe stratarupture.The characteristics of the saline lithologies have been defined, providing a base to continue studying the saline behaviour in Cabanasses' ore deposit. The study of the weakness planes has also provided useful information to increase the knowledge about the geomechanical behaviour of the ore deposit, as well as to understand that roughness could be a very important parameter to consider.

El presente proyecto trata de la realización de un estudio geotécnico e hidrológico de la zona donde se sitúa la Mina Linda Mariquita, la cual pertenece al municipio del Molar, provincia de Tarragona. La zona de estudio tiene antecedentes de minería desde el año 1851 que daba trabajo a la gente de la zona. Años después, coincidiendo con el inicio de la guerra civil española, las instalaciones mineras pasaron a ser un hospital militar para los combatientes heridos de ambos bandos. En la actualidad, se quiere rehabilitar la mina adecuándola para la realización de visitas turísticas y reactivar económicamente el municipio, es por ese motivo que resulta necesaria una caracterización tanto geotécnica como hidrológica de la zona donde se encuentra ubicada la mina. En primer lugar, a partir de los ensayos de campo y de laboratorio facilitados por la empresa Geosud, se ha realizado una clasificación geomecánica del macizo rocoso donde se encuentra la mina, con la idea de identificar posibles zonas de inestabilidades y proponer sostenimientos adecuados. Además, se ha realizado un estudio de todas las familias de diaclasas, a partir del programa Dips y un pequeño estudio de la convergencia de una sección de galería a partir del programa RS2, ambos pertenecientes al software Rocscience, disponible en la Escuela Politècnica Superior d´Enginyers de Manresa. Para el estudio hidrológico, las herramientas utilizadas son los programas de cómputo americanos de dominio público, tales como HEC RAS y HEC HMS y la aplicación del sistema de información geográfica como el ARC GIS y ARC MAP. Además, se ha calculado el hietograma (precipitación en mm de lluvia versus tiempo) mediante el método de bloques alternados. La información básica para el uso de estas herramientas es mayormente de dominio público y fueron elaboradas por instituciones públicas del gobierno de Cataluña y España. A partir de estudio hidrológico, Los resultados de este estudio contribuirán a conocer, en una zona de la mina, donde se sabe de infiltraciones, se conocerá el valor máximo de infiltraciones pueden generarse en el interior de la galería, a partir del caudal máximo superficial en un periodo de retorno de 25 años. El proyecto contribuirá a conocer y diagnosticar posibles zonas, donde puedan existir problemas de inestabilidad y cuantificar las filtraciones máximas de agua dentro de una de las galerías de la mina. Así mismo servirán de detalle, para identificar puntos críticos; y proponer posibles acciones, con la finalidad de garantizar la seguridad en el interior de la mina para su obertura al público.

El presente trabajo recoge un estudio de los materiales de la zona minera de San Luís (Perú), donde se ubican las inas de FIDAMI y San Luís Alta con la finalidad de mejora, por un lado de la recuperación del oro en la planta de procesamiento y por otro lado la seguridad en las minas. El contenido de oro se analizó a partir de las muestras de vetas y también a partir de los relaves de la planta de procesamiento. Se utilizó SEM para obtener información sobre la composición química y textura del oro y los minerales que lo acompañan. El método de pasta de pH se usó para conocer la acidez de los fluidos durante el proceso de cianuración. Para llevar a cabo el estudio geotécnico se midió las discontinuidades en el campo y se determinó la resistencia a la compresión en todos los materiales del área. En ambas minas el material explotado es oro, el cual, se encuentra acompañado de cuarzo y dispuesto en vetas paralelas con una potencia inferior a 1m. El oro se encuentra en ocasiones acompañado de sulfuros, de óxidos de Fe o simplemente con el cuarzo. Para la mejora de la recuperación de oro en la planta de procesamiento se ha analizado el contenido en oro de varias vetas, obteniéndose 40g/t y 63 g/t en las principales vetas explotadas. En los residuos actuales del procesamiento de la planta de San Luís se ha observado que no queda prácticamente oro, en cambio en los residuos procedentes de análisis de años anteriores, se han observado elevados contenidos de oro. Por otro lado, las colas de procesamiento de FIDAMI contienen casi el 50% del total del oro del material sin procesar. En San Luís el oro, además de como metal nativo, se encuentra en gran parte formando telururos de oro; en FIDAMI estos son poco abundantes hallándose el oro principalmente encapsulado en cuarzo. El método de procesamiento en las plantas de ambas minas es por cianuración, sin embargo, en San Luís en las piscinas de cianuración juntamente con el material triturado añaden cemento, lo que hace que en ellas exista un pH elevado, que favorece los efectos del proceso de cianuración en el caso de la presencia de telururos u oro encapsulado en silicatos. Para la mejora de seguridad de la mina se han realizado varios ensayos de compresión simple y de carga puntual para determinar la resistencia máxima admisible de la roca matriz, donde se ubica la mina. Además, se han estudiado las dos familias de discontinuidades de FIDAMI, la primera con una media de 328/58º NE y la segunda de 3/77º NW, que se han generado en el macizo rocoso. Estas familias, han sido representadas mediante la proyección estereográfica para conocer si las galerías excavadas en el macizo rocoso son estables o no y los posibles problemas que puedan generarse en ella. La resistencia a la compresión indica que la roca es resistente la actividad de la mina y la seguridad dentro de la mina es favorable ya que la proyección estereográfica nos indica que no sigue la dirección de las discontinuidades.

En estudios previos, se han desarrollado herramientas tanto de laboratorio como numéricas para el estudio del proceso de compactación sufrido por los residuos de sal en una escombrera minera. La tesina trata de ampliar estos estudios realizados introduciendo un modelo viscoelástico calibrado previamente con variación en el grado de saturación y temperatura.Una vez calibrado el modelo, se calcularán en condiciones drenadas los desplazamientos máximos y la pérdida de porosidad en el tiempo en la escombrera de sal y se compararán con los datos reales que se disponen.

This project is a theoria and empirical summary of a real gravel mine. We use the theorical methods of the quarry knowledge, to describe a real gravel pit. This is the base of the first part of the project, where we describe: the geology, investigation and mining design. Here we pick the most relevant methods and processes of each part. Trying to explain how they are usually done. Secondly, in the environmental part we evaluated: the environment, the impacts generated due to the mine, the land reclamation, the muds in a theoretical view, vegetation and fauna and the land reclamation. Owing to this, the second part is the contrary of the frist one, we use the empirical part to develope the theoretical area. Furthermore, the gravel quarry still working, so we have being evolving the project as the mine did. Thirdly, we find a little example of some prices as if were from the real mine. Here we show that a good rehabilitation is not cheap, but necessary indeed. So, this project shows how to take care of the needs of a gravel quarry based on a real one. But also explain an exceptional rehabilitation, showing that the mine is not against the nature.

El progresivo incremento en la construcción de túnel es urbanos a poca profundidad, todo y que a largo plazo aportan evidentes ventajas desde el punto de vista urbanístico y ambiental, pueden crear a corto plazo proble mas significativos. Una de las principales preocupaciones, es la generación inevitable de movimientos en zonas cercanas al túnel durante el proceso de cons trucción y su afectación a estructuras y servicios cercanos. En los últimos años, se ha hecho un uso cada vez más frecuente de máquinas integrales para el proceso de ejecución de túneles urbanos, debido a sus importantesventajas en cuanto a mínima afección al entorno, la se guridad de operación yelevado rendimiento. En concreto, las máquinas tunelado ras se han afianzado como unas máquinas muy versátiles y seguras, para este tipo de ambientes urbanos. Un claro ejemplo, de ejecución de túneles con máquina tune ladora del tipo EPB es el caso de la línea 9 del metro de Barcelona. La futura línea de metro, será la más larga de Europa con aproximadamente 47.8 Km de longitud, la cual, discurre por suelo urbano casi en su totalidad. Otra de las características que la hacen aún más particular a la línea, son los dos grandes diámetros de excavación de 12 y 9.4 metros que se están utilizando. Además el trazado de la línea 9 transcurre bajo condiciones geológicas muy diversas como: Rocas Ígneas (granito con diferentes grados de meteorización), rocas blandas (conglomerados del Plioceno y Mioceno, arcillas sobre - consolidadas y gravas) y suelos de diferentes características (coberturas de materiales del cuaternario y depósitos de aluviales en las z onas deltaicas). La ejecución de estas excavaciones subterráneas puede ir acompañada de movimientos en el terreno. Estos movimientos pueden comportar graves daños en estructuras de diversa índole, siendo especialmente sensibles cuando estas excavaciones di scurren bajo zonas urbanas. En estudios previos, se han desarrollado herramientas para la modelización numérica en 2D de los movimientos del terreno producidos durante y tras el proceso de excavación de un túnel mediante tuneladora, con la finalidad de rep roducir estos movimientos. En la presente tesina se propone extender dichos estudios previos al dominio 3D y aplicar dicho modelo para el caso de una excavación real . El objetivo principal de la tesina es construir el modelo de elementos finitos con el pro grama de cálculo Plaxis en 3 dimensiones , y realizar el cálculo. Además de c omparar losresultados del modelo con los datos reales, y estudiar intensamente las simulaciones para ver la eficiencia de los resultados calculados por el programa.

En este trabajo se realiza una introducc ión general a la formación de l a s escombreras y se explican los procesos defo rmacionales más caract erísticos de las escombreras salinas , en base a información bibliográfica actual izada. El objetivo , de esta tesina es el estudio del proceso de compactación sufrida por los residuos de sal, debido a su propio peso, desde su coloc ación en una escombrera mi nera. Debido al confinamiento y a la presencia de agua, los granos de sal sufren un proceso de disolución y recristalización parecido una cementación que aumenta la resistencia de sal y disminuye su porosidad. También hay deformaciones a nivel cristalino. Esto se ha estudiado mediante modelación de la construcción y comportamiento a largo plazo de una escombrera tipo definida a partir de la geometría real de escombreras en Catalunya , así como un estudio de sensibilidad. La tesina trata de estudiar este fe nómeno en base a la caracterización en el laboratorio realizada por Yubero ( 2008 ) de muestras procedentes de la escombrera de sal de Súria: medida de la densidad, humedad, porosidad, resistencia a la compresión simple y módulo de elasticidad de muestras ex traí das a diferentes profundidades. Posteriormente se investigó el agregado salino compactándolo mediante una serie de ensayos edométricos en agregados de sal de dos profundidades diferentes saturadas , en salmuera y bajo condiciones isotermas ( 23ºC ) duran te aproximadamente dos mes es . Se aplicaron esfuerzos bajos de (0, 05 a 1 ,5 MPa ). También se tomaron medidas de permeabilidad de las muestras al inicio y final de los ensayos edométricos, usando dos permeámetros de vidrio portátiles uno para cada muestra. Con los datos obtenidos se obtuvo una relación entre p ermeabilidad e índice de poros. S e utilizó el modelo construido por CODE_BRIGHT para repr oducir la historia de tensiones y deformaciones sufrida por cada una de las muestras . De esta manera, se puede comp arar los datos recogidos en el laboratorio y las predi cciones del modelo desarrollado. Este modelo, nos sirve para modelar la velocidad de deformación de los agregados de sal, sometidos a compactación bajo esfuerzo constante, y así predecir su porosidad y su resistencia en el tiempo. Los parámetros se han utilizado para modelar la construcción y respuesta a largo plazo de la escombrera tipo.