universidad central del ecuador facultad de ingeniería en geología, minas, petróleos y ambiental ...

134 Pages·2016·12.88 MB·Spanish

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA DE MINAS

“DISEÑO DEL CIERRE TÉCNICO DE LA ESCOMBRERA EL TROJE 4”

Proyecto Integrador presentado para optar por el Título de Ingeniera de Minas

YESSENIA ELIZABETH BASTIDAS CARCHI

TUTOR
Ing. César Silvio Bayas Vallejo

JUNIO - 2016
1
DEDICATORIA

A mi esposo Diego, mi hijo Ian y mi hermana Tiphany.

Quienes forman parte fundamental en mi vida, ya que son ellos mi principal impulso para
continuar incluso en los momentos más difíciles, me dan fuerzas para salir adelante y por eso
siempre cuidaré de ellos, con mucho amor, paciencia, dedicación y comprensión.
ii
AGRADECIMIENTO

A Jehová por brindarme todo lo que tengo para ser feliz: mi familia, amigos y el conocimiento
sobre él. (1 Co 1:19) Porque está escrito: “Haré perecer la sabiduría de los sabios, y echaré a un
lado la inteligencia de los intelectuales”

A mis padres que son un pilar fundamental en mi vida, los cuales siempre me apoyan,
me brindan su ayuda y su consejo.
A mis hermanos que siempre han estado a mi lado, y han cuidado de mí.
A mi esposo que con su amor, tiempo, esfuerzo y dedicación me ayudo en la culminación
satisfactoria de mi trabajo de titulación.
A mis suegros que me apoyaron con el cuidado de mi hijo, para dedicarme a la
finalización de mis estudios y a mi trabajo de titulación.
A mis amigos que me han animado y estimulado a seguir adelante en cada una de las
actividades que realizo.
A mis profesores que me brindaron el conocimiento y el tiempo necesario, en las aulas
de clase y en mi trabajo de titulación, para culminar exitosamente mi carrera Universitaria.

iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, YESSENIA ELIZABETH BASTIDAS CARCHI, en calidad de autora de la tesis realizada
sobre: “DISEÑO DEL CIERRE TÉCNICO DE LA ESCOMBRERA EL TROJE 4”, por la
presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los
contenidos que me pertenecen o de parte de los que contienen esta obra, con fines estrictamente
académicos o de investigación.

Los derechos que como autora me corresponden, con expedición de la presente autorización,
seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 29 y
demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, a 03 de junio del 2016

___________________
Firma
Yessenia Elizabeth Bastidas C.
C.C: 1716333859
Telf: 0987146410
e- mail: [email protected]

iv
INFORME DE APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi carácter de Tutor de grado, del trabajo presentado por la señora YESSENIA ELIZABETH
BASTIDAS CARCHI para optar por el Título o Grado de INGENIERA DE MINAS cuyo título
es “DISEÑO DEL CIERRE TÉCNICO DE LA ESCOMBRERA EL TROJE 4”, considero
que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la presentación
pública y evaluación por parte del jurado examinador que se designe.

En la ciudad de Quito a los 03 días del mes de junio del 2016

__________________________
Ing. César Silvio BAYAS VALLEJO
TUTOR DE TESIS

v
INFORME DE APROBACIÓN DEL TRIBUNAL

El tribunal constituido por: Ing. Silvio Bayas, Ing. Adán Guzmán, Ing. Danny Burbano,
DECLARAN: Que la presente tesis denominada “DISEÑO DEL CIERRE TÉCNICO DE LA
ESCOMBRERA EL TROJE 4”, ha sido elaborada íntegramente por la señora Yessenia
Elizabeth Bastidas Carchi, egresada de la Carrera de Ingeniería de Minas, ha sido revisada y
verificada, dando fe de la originalidad del presente trabajo.

Ha emitido el siguiente veredicto: Se ha aprobado el Proyecto Integrador para su Defensa Oral.

En la ciudad de Quito a los 03 días del mes de junio del 2016

__________________________
Ing. Marco Zaldumbide
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL

__________________________ __________________________
Ing. Adán Guzmán Ing. Danny Burbano
MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS
ÍNDICE DE ANEXOS ................................................................................................. IX
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................. X
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................. XI
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS ................................................................................... XII

CAPÍTULO I .................................................................................................................. 1
1 ANTECEDENTES .................................................................................................. 1
TRABAJOS REALIZADOS ...................................................................................... 1
JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................... 2
1.2.1 Beneficiarios directos e indirectos .......................................................................................... 2
1.2.2 Relevancia .............................................................................................................................. 2
1.2.3 Aporte ..................................................................................................................................... 3
1.2.4 Recursos ................................................................................................................................. 3

CAPÍTULO II ................................................................................................................. 4
2 MARCO LÓGICO DEL PROYECTO ................................................................. 4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 4
FORMULACIÓN DEL PROYECTO ....................................................................... 4
VARIABLES INDEPENDIENTES ........................................................................... 4
VARIABLES DEPENDIENTES ............................................................................... 4
OBJETIVOS ................................................................................................................ 5
2.5.1 Objetivo general ..................................................................................................................... 5
2.5.2 Objetivos específicos .............................................................................................................. 5
FACTIBILIDAD Y ACCESO A LA INFORMACIÓN .......................................... 5

CAPÍTULO III ............................................................................................................... 6
3 MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 6
UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO................................................................. 6
SITUACIÓN ACTUAL DEL ÁREA A INVESTIGARSE ...................................... 8
3.2.1 Diseño de estabilidad de la escombrera .................................................................................. 8
3.2.2 Método constructivo ............................................................................................................. 11
3.2.3 Metodología de trabajo ......................................................................................................... 12
3.2.4 Equipo y maquinaria utilizada .............................................................................................. 16
3.2.5 Capacidad y vida útil ............................................................................................................ 18
GEOLOGÍA DEL ÁREA DE ESTUDIO ................................................................ 21
IDENTIFICACIÓN DE LOS PARÁMETROS A INVESTIGARSE ................... 21
3.4.1 Parámetros técnicos de estabilidad ....................................................................................... 21
3.4.2 Parámetros de auscultación................................................................................................... 24
3.4.3 Parámetros socio-ambientales .............................................................................................. 26
vii
DETERMINACIÓN Y MEDICIÓN DE LOS PARÁMETROS PROPUESTOS 26
3.5.1 Parámetros técnicos de estabilidad ....................................................................................... 26
3.5.2 Parámetros de auscultación................................................................................................... 39
3.5.3 Parámetros socio-ambientales .............................................................................................. 40
REGISTRO Y PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ........................... 41
RESULTADOS DE LOS PARÁMETROS MEDIDOS ......................................... 41
3.7.1 Parámetros técnicos .............................................................................................................. 41
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN AL PROBLEMA INVESTIGADO ............ 42
3.8.1 Plan de cierre técnico posterior a la operación ..................................................................... 42
3.8.2 Plan de cierre técnico continuo ............................................................................................. 43

CAPÍTULO IV .............................................................................................................. 44
4 DISEÑO METODOLÓGICO .............................................................................. 44
TIPO DE ESTUDIO.................................................................................................. 44
UNIVERSO Y MUESTRA ....................................................................................... 44
TÉCNICAS ................................................................................................................ 44
PROPUESTA DEL DISEÑO DEL CIERRE TÉCNICO ...................................... 44
DISEÑO DEL PROYECTO ..................................................................................... 45
4.5.1 Parámetros técnicos de estabilización................................................................................... 45
4.5.2 Parámetros de auscultación................................................................................................... 54
4.5.3 Parámetros socio-ambientales .............................................................................................. 60
4.5.4 Actividades a desarrollarse en el cierre técnico .................................................................... 64

CAPÍTULO V ............................................................................................................... 71
5 IMPACTOS DEL PROYECTO .......................................................................... 71
ESTIMACIÓN DEL IMPACTO TÉCNICO.......................................................... 71
ESTIMACIÓN DEL IMPACTO DE LA AUSCULTACIÓN ............................... 71
ESTIMACIÓN DEL IMPACTO SOCIAL Y AMBIENTAL ............................... 71

CAPÍTULO VI .............................................................................................................. 72
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 72
CONCLUSIONES ..................................................................................................... 72
RECOMENDACIONES ........................................................................................... 72

CAPÍTULO VII ............................................................................................................ 74
7 BILIOGRAFÍA Y ANEXOS ................................................................................ 74
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................... 74
ANEXOS .................................................................................................................... 75

viii
ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1: Acceso a la Escombrera ............................................................................................... 76
Anexo 2: Tabla - resumen de las actividades de la escombrera “El Troje 4” - EMGIRS, 2015 . 77
Anexo 3: Cálculo del volumen medio útil – Software RecMin. ................................................. 78
Anexo 4: Mapa geológico del área de estudio ............................................................................ 79
Anexo 5: Diseño de la escombrera el Troje 4 - Memoria técnica - Taludes y plataformas ........ 80
Anexo 6: Ensayos de compresión triaxial en el sustrato de implantación, “limos” .................... 83
Anexo 7: Plataforma 1- área inestable de la escombrera ........................................................... 85
Anexo 8: Ensayos de compresión triaxial rápida. Muestra 1 ...................................................... 86
Anexo 9: Tablas del coeficiente de escorrentía parcial en zona rurales y urbanas ................... 101
Anexo 10: Descripción de la excavadora PC 200 .................................................................... 102
Anexo 11: Iteraciones para determinar factor de seguridad - Mediante ábacos de Hoek y Bray,
1977 ........................................................................................................................................... 103
Anexo 12: Iteraciones en el programa Slide 5.0 ....................................................................... 109
Anexo 13: Coeficiente de rugosidad para la zanja .................................................................... 114
Anexo 14: Cálculo de las dimensiones de las cunetas mediante el programa “Hcanales” ....... 115
Anexo 15: Currículum de la autora ........................................................................................... 119

ix
ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 3.1: Ubicación del área de estudio ..................................................................................... 6
Figura 3.2: Diseño del talud, vista de perfil .................................................................................. 9
Figura 3.3: Vista superior del diseño de la escombrera “El Troje 4” .......................................... 10
Figura 3.4: Diseño del colector ................................................................................................... 11
Figura 3.5: Método constructivo de escombreras por fases ascendentes superpuestas ............... 11
Figura 3.6: Metodología del trabajo ............................................................................................ 12
Figura 3.7: Trabajos complementarios para la operación de la escombrera ............................... 15
Figura 3.8: Volumen de ingreso de enero a diciembre del 2015 ................................................. 19
Figura 3.9: Volumen ocupado de la escombrera ......................................................................... 19
Figura 3.10: Volumen ocupado de la escombrera ....................................................................... 20
Figura 3.11 Peso específico seco ................................................................................................. 23
Figura 3.12: Peso específico saturado ......................................................................................... 23
Figura 3.13: Análisis en Slide 5.0, perfil 0+150, α=45°, análisis estático .................................. 29
Figura 3.14: Análisis en Slide 5.0, perfil 0+150, α=45°, análisis dinámico ................................ 29
Figura 3.15: Carta de plasticidad de Casagrande ........................................................................ 30
Figura 4.1: Ábaco para rotura circulares. Caso 3. ....................................................................... 48
Figura 4.2: Análisis en Slide 5.0, perfil 0+150, α=30°, análisis estático .................................... 50
Figura 4.3: Análisis en Slide 5.0, perfil 0+150, α=30°, análisis dinámico ................................. 50
Figura 4.4: Parámetros de diseño del cierre técnico de la escombrera ........................................ 51
Figura 4.5: Representación gráfica de un zanja (Hcanales V3.0) ............................................... 52
Figura 4.6: Diseño de zanjas para el cuerpo de la escombrera .................................................... 52
Figura 4.7: Modelado 3D, Topografía inicial de la escombrera.................................................. 53
Figura 4.8: Modelado 3D, Diseño del cierre técnico de la escombrera El Troje 4 ..................... 53
Figura 4.9: Triangulación de la topografía de la escombrera ...................................................... 54
Figura 4.10. Componentes del inclinómetro ............................................................................... 55
Figura 4.11: Esquema de los componentes de un inclinómetro .................................................. 55
Figura 4.12: Esquema de funcionamiento del inclinómetro ........................................................ 56
Figura 4.13: Elementos de un extensómetro de varillas ............................................................. 56
Figura 4.14: Croquis de extensómetro de varillas de 3 anclajes ................................................. 57
Figura 4.15: Cabezal del extensómetro de varilla equipado con el transductor de
desplazamiento ............................................................................................................................ 57
Figura 4.16: Esquema de instalación del piezómetro de cuerda vibrante .................................. 58
Figura 4.17: Tubería de piezómetro vertical abierta ................................................................... 58
Figura 4.18: Sensor del piezómetro ............................................................................................. 59
Figura 4.19: Propuesta de implantación de auscultación ............................................................ 59
x