La geología del yacimiento Bottichino I está representada por paquetes de calizas débilmente recristalizadas color crema, las que pertenecen a la formación Charco Redondo, en forma de capas potentes; cuyas capas están separadas por planos de agrietamientos de poco espesor. Las grietas pueden estar rellenas de material laterítico o, en general, son grietas abiertas. El paquete de calizas puede tener potencias de más de 40 m, las que forman un monoclinal de buzamiento suave, entre 10 y 15 grados con azimut de buzamiento SE. Entre las capas de calizas se observan zonas de fuerte desarrollo de los procesos cársicos, los que afectan la calidad de los bloques que se extraen. Dan complejidad al yacimiento, por lo que es necesario que en rocas ornamentales, para la formación Charco Redondo, las redes de exploración sean por debajo de 25x25m (Empresa de Mármoles Cubanos 2013).

Las rocas encajantes del yacimiento lo constituyen los depósitos vulcanógeno-sedimentarios del grupo el cobre, las cuales no se cortaron en los pozos. El yacimiento se ubica en la zona de enlace del anticlinar Sierra Maestra, compuesto principalmente por formaciones vulcanógenas de edad Paleoceno medio-Eoceno. En este se evidencian rocas carbonatadas y formaciones cuaternarias friables, así como intrusivas, representadas por cuerpos sub-volcánicos de porfiritas andesitas, dieritas que en algunas partes cortan las formaciones vulcanógenas del paleoceno que están cubiertas con rocas carbonatadas del Eoceno. Las calizas del yacimiento se ubican en la formación Charco Redondo de edad Eoceno medio (Pg₂ ²).

La variedad Crema Valle es una caliza biomicrítica, color crema o blanco, masiva con magníficas cualidades ornamentales. Aunque la variedad Crema Valle es la predominante aparece una variedad color rosado crema, de estratos de potencia de hasta 2 m, con un fuerte agrietamiento, y generalmente rellenas de minerales arcillosos de coloración rosado o verde (Adamovich y Chejovich 1963; Empresa de Mármoles Cubanos 2013).

La explotación del yacimiento se realiza por banco de 3 m de altura, en dirección norte. La dirección actual que se emplea para los cortes de extracción de los monolitos de caliza marmolizada conduce a que se obtenga un volumen excesivo de rocas que no responde a los requisitos técnicos establecidos, lo que eleva los costos de producción, por ello es necesaria la caracterización geomecánica del macizo, para definir las direcciones del agrietamiento y el tamaño y volumen real de los bloques naturales de rocas, con el fin de actualizar los parámetros del sistema de explotación.

Se realizó mediante el parámetro J_v, que representa el número total de discontinuidades que interceptan una unidad de volumen (1 m³) del macizo rocoso (Palmstrom 1995, 2005). Ante la dificultad de observar tridimensionalmente el afloramiento, el valor de J_v se determinó contando las discontinuidades de cada familia que interceptan una longitud determinada, midiendo perpendicularmente a la dirección de cada una de las familias; para ello se utilizó la siguiente expresión:

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Donde:

- ángulos entre las familias de grietas, grados

Vb - volumen de los bloques naturales, m³

– parámetro que depende de S₁, S₂, S₃ -Espaciamiento promedio entre grietas de cada sistema, m.

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La fracturación del yacimiento es uno de los factores de mayor peso en la explotación del mismo. Para el estudio del agrietamiento se realizó el levantamiento geológico de los frentes en explotación con un itinerario geológico, tomando mediciones de las grietas principales, en correspondencia con los puntos de los pozos de perforación.

Se obtuvo que las grietas se clasifican por orden de aparición: en grietas de tipo III estilolíticas, las que se presentan rellenas por óxidos e hidróxidos de Mn o Fe, con alta frecuencia por calcitas microcristalinas; grietas de tipo I, rellenas de minerales de tacto jabonoso y coloraciones verde claro, posibles minerales del grupo de la clorita, o minerales arcillosos lateríticos calcificados, en ocasiones son grietas vacías; las grietas de tipo II son provocadas por el instrumento de perforación, las cuales no afectan la extracción de bloques.

Existen unas grietas llamadas grietas de estratificación, que se localizan cercanas a los planos entre los estratos, con pocos centímetros de espesor, grietas cerradas o grietas abiertas; tienen gran desarrollo en la porción oriental del yacimiento, con relleno de calcita, en muchas ocasiones son grietas vacías (Figura 3).

Figura 3. Figura 3. Grietas de estratificación.

Del procesamiento de los elementos de yacencia del agrietamiento con el software DIP V 5.0 se obtuvieron los diagramas de concentraciones de grietas y las direcciones predominantes de las mismas en el yacimiento (Figura 4), donde se puede confirmar la presencia de tres sistemas de grietas principales.

Figura 4. Figura 4. Diagrama de rosetta del agrietamiento en el yacimiento.

La base de datos obtenida del agrietamiento modelado con el GEMCOM 6.5 permitió tener una visión espacial de agrietamiento en los tres frente de explotación, necesario para el proceso de extracción de los bloques de caliza marmolizada, al poder obtener una vista en 3D de los monolitos o bloques naturales (Figura 5), lo que contribuye a mejorar la recuperación del bloque.

Figura 5. Figura 5. Representación espacial del agrietamiento en el frente I.

El grado de fracturación del macizo se expresa habitualmente por el valor del índice RQD, a pesar de su utilidad (Dos-Santos y Guardado- Lacaba 2012; Miranda-Castro y Niño-Florez 2016; Jordá-Bordehore et al. 2017) este índice no considera aspectos como la orientación, separación, relleno y demás condiciones de las grietas, por lo que no es suficiente para describir la calidad y grado de fracturación de los macizos rocosos según la International Society for Rock Mechanics, (ISRM 1981). Los resultados (Tabla 1) muestran que en los tres frentes estudiados la calidad de roca es buena.

Tabla 1. Tabla 1. Calidad del macizo rocoso según el RQD

El parámetro que define la clasificación es el denominado índice RMR (Rock Mass Rating), que indica la calidad del macizo rocoso en cada dominio estructural a partir de los siguientes parámetros, definidos para cada frente:

RQD: 83 %

RQD: 92 %

RQD: 87 %

Considerando los parámetros que se integran en la clasificación geomecánica de Bieniawski y calculado el RMR, según los valores asignados en relación con las características del agrietamiento descritas para cada frente, se obtiene una calidad del macizo de buena, que corrobora el RQD obtenido y el estado real del levantamiento geológico (Tabla 2).

Tabla 2. Tabla 2. Valores del RMR de Bieniawski para los tres frente de explotación

Los volúmenes de bloques que se pueden obtener en los frentes de extracción de la cantera de caliza marmolizada Bottichino I es un factor esencial en la rentabilidad de las operaciones, siendo importante caracterizarlos convenientemente antes del corte industrial. La representación espacial de los bloques obtenidos en la Figura 5 muestra un mapa de familias de fracturas presentes en el volumen a calcular, indicando las respectivas direcciones e inclinaciones, así como el espaciamiento entre las fracturas de cada familia.

Según Dinis da Gama y Bastos (1994), otro método del análisis de la blocosidad supone la aplicación de softwares, cuya estructuración se base en la cuantificación de los volúmenes y tamaños de los bloques formados por las múltiples intersecciones de fracturas, representándolas en forma de curva granulométrica, siendo posible incorporar al método los planos de corte artificiales impuestos por el método de extracción.

En el estudio presentado para el yacimiento Bottichino I se calcula el volumen del bloque natural Vb según Palmstrom (1995). El análisis del tamaño y los volúmenes de bloques determinados (Tabla 3) indica que los bloques naturales de rocas que se formarán durante el proceso de extracción, producto de la intercepción entre los sistemas de agrietas presentes en los frentes, tendrán un volumen y tamaño adecuado para su explotación, catalogados de mediano a grande según la clasificación de Palmstrom (1995). Acorde con las dimensiones máximas admisibles por la tecnología instalada en la planta de procesamiento de 2,80x1,80x1,50 m y su uso como roca ornamental, lo que justifica la explotación del yacimiento.

Tabla 3. Tabla 3. Resultados obtenidos volumen de bloque