RAMIREZ AMPUERO, ABEL ALEJANDRO – VIDALON FERNANDEZ, ALEXANDRA GIANELLA UNMSM
INFORME PIZARRA
PIZARRA
INDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………… …….…. DEFINICIÓN…………………………………………………………………………………… ……..…. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA…………………………………………………………. ……. CARACTERÍSTICAS…………………………………………………………………………… ……….. PROPIEDADES………………………………………………………………………………… ………… TIPOS…………………………………………………………………………………………… ………….. CONDICIONES AMBIENTALES DE FORMACIÓN…………………………………………. UNIDADES GEOLÓGICAS FAVORABLES EN EL PAÍS……………………………………. USOS…………………………………………………………………………………………… …………… MERCADO………………………………………………………………………………………. .......... CANTERAS EN EL PERÚ…………………………………………………………………………….. PRODUCCIÓN………………………………………………………………………………… ………… CONSUMO APARENTE……………………………………………………………………………… IMPORTACIÓN………………………………………………………………………………… ………. PRODUCCIÓN MUNDIAL…………………………………………………………………………..
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INTRODUCCIÓN
PIZARRA
DEFINICIÓN La pizarra es una roca metamórfica de bajo grado proveniente del metamorfismo de rocas arcillosas como limolitas y argilitas de grano muy fino y colores oscuros o metamorfismo de rocas volcánicas piroclásticas de cenizas. Cuenta con una intensa exfoliación plana (pizarrosidad) lo que permite obtener placas con caras subparalelas muy lisas apropiadas para la obtención de lajas. En el comercio se considera pizarra a toda roca capaz de separarse por planos de exfoliación.
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COMPOSICIÓN MINERALÓGICA Son constituidas por filosilicatos principalmente del grupo de la clorita y cuarzo como minerales principales, pudiendo contener cloritoides, feldespatos, calcita, sulfuros de hierro, ilmenita, rutilo, circón y algunos otros como accesorios. La composición mineralógica varía según su grado de metamorfismo. Las pizarras que han sufrido un metamorfismo mayor tienen como minerales predominantes cuarzo, clorita, muscovita, plagioclasa y como accesorios biotita, calcita, grafito y pirita, mientras que las pizarras provenientes de un metamorfismo menor que el promedio contienen cuarzo, clorita, muscovita y albita y como accesorios turmalina y circón. En cuanto a la composición las pizarras tienen contenidos en cuarzo que varían del 22 al 25%, en clorita del 15 al 27%, en muscovita del 40 al 55% y menos del 5% de minerales accesorios. La presencia de sulfuros como pirita, pirrotita y marcasita es perjudicial pues si bien no afecta a la permeabilidad produce antiestéticas manchas de óxidos, los carbonatos son también perjudiciales ya que al alterarse generan manchas blanquecinas.
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La Pizarra es una roca metamórfica de bajo grado de metamorfismo; esto es debido a que se encuentra generalmente en los índices del mineral clorita que indica ese bajo grado además de poseer dicho material proveniente del metamorfismo de arcillas y lutitas.
CARACTERÍSTICAS La principal característica de la pizarra es su exfoliación formando finas láminas. Suelen tener una textura afanítica con y ser de color oscuro azulado (debido a la presencia de materia carbonosa) o negro grisáceo, pero existen variedades rojas (óxidos de hierro), verdes (en presencia de clorita) y otros tonos. Se caracteriza por su alta resistencia a los esfuerzos perpendiculares a los planos de exfoliación o clivaje.
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Pizarra roja debido al óxido de hierro
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Devónico Inferior, Eifel Alemania Número de muestras examinadas Petrografía
Matriz Porfidoblastos
5
Devónico inferior, Hunsruck Alemania 10
Devónico Medio, Sauerland Alemania 10
Ordovícico, Provincia León España 5
Pizarras con lentejones de limolita
Pizarras con lentejones de limolita
Pizarra
Sericita, clorita Cuarzo, clorita (carbonato escaso)
Sericita, clorita
Pizarra margosa con lentejones de limolita Sericita, clorita
98 (87-111)
Clorita, cuarzo, muscovita (Carbonato escaso) Pirita enriquecida en nidos y planos de estratificación 8-22° en parte paralelo 93(83-110)
Pirita enriquecida en nidos y planos de estratificación 10-15° en parte paralelo 59(53-66)
94(82-114)
2,8 41-51
4 42-47
1,3 36-42
2,6 44-50
19-20 33-25 <1 2
22-26 32-24 <1 2
15-18 30-26 1 1
25 27-23 2 2
<1 0.37-0.48
<1 0.50-0.55
<1 0.41-0.45
1-2 0.50-0.58
Minerales opacos
Textura Ángulo entre ss/sf Láminas de micas/ mm. Valor cuantitativo Composición mineralógica (Vol. %)
5-11°
Cuarzo, carbonatos
Clorita, sericita Cuarzo, clorita, muscovita
15°
Sericita (incl. Muscovita y paragonita)
Clorita Cuarzo Carbonatos Rutilo, ilmenita, titanomagnetita Otros minerales Relación clorita: sericita
Tabla I. Petrografía, textura y composición mineralógica de pizarras, recopilado según Wagner et al. (1997)
PIZARRA ss= estratificación, sf= esquistosidad, valor cuantitativo= producto del número y del espesor de las láminas micáceas multiplicado por 10
Fracturamiento en hojas o láminas (fisibilidad) Foliación separada por milímetros (pizarrosidad)
PROPIEDADES
La fisibilidad es la propiedad principal de la roca. Baja permeabilidad. Productividad térmica muy baja. Conductibilidad eléctrica muy baja. Alta resistencia a los cambios de temperatura. Capacidad de absorción de agua: 2,7%. Resistencia a la flexión (kg/cm2): 300-400 Resistencia de los ácidos: leves alteraciones superficiales. TABLA II. Propiedades de las pizarras según Schleicher. Absorción del agua
Roca
Peso especí fico
Peso %
Porosid ad
Compresi ón Kg/cm2
|
Resistencia
Tracci ón Kg/cm 2
Pizarr a
2.702.80
0.50.6
1.4-1.8
2400-2500
500800
Choq ue golpe s
Rozamie nto Cm3
6-15
8-18
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Fuente: F.Orus (1985), Materiales de construcción
TIPOS De acuerdo a su composición: Pizarras arcillosas Son aquellas que contienen cierta proporción de arcilla en su composición de color gris a negro y grano extremadamente fino.
Pizarra arcillosa mosqueada o moteada (incrustaciones de cordierita o andalucita)
Pizarras calcáreas Son aquellas que contienen carbonato cálcico, formando granos de calcita recristalizada. Pizarras bituminosas Son aquellas que contienen hidrocarburos, de color negro y suelen ser sometidas a destilación. Pizarra silícea De color gris pardo o rojizo, es una roca densa de fractura concoidea. Se forma por compactación del ácido silícico organogénico, a partir de esqueletos silíceos de radiolarios.
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Pizarra clorítica De color verde claro a color oscuro, de grano fino a grueso, de estructura hojosa, esquistosa, a menudo con fenocristales de magnetita y pirita. Se origina por metamorfismo regional.
Pizarra verde botella debido a la clorita Pizarra micácea De color gris, negro y pardo, de grano fino a grueso a menudo con fenocristales de granate, turmanila, distena, andalucita. Se origina de metamorfismo regional a partir de rocas arcillosas o arenosas.
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Pizarra micácea con hojas grandes Un tipo especial de pizarras denominadas “tegulares” presentan pizarrosidad muy marcada, separándose en láminas extensas y de espesor uniforme. Son de color negro brillante y por lo general se emplean cara cubrir tejados.
CONDICIONES AMBIENTALES FAVORABLES PARA SU FORMACIÓN Las pizarras se forman por metamorfismo regional débil de arcillas y limonitas. La textura de grano fino es heredada y la recristalización poco importante. Están comprendidas en la zona de la clorita del metamorfismo regional formadas en el ambiente de la subfacie de la moscovita-clorita de las facies de los esquistos verdes. Las pizarras se originan a partir de los sedimentos y rocas arcillosas preexistentes. Cuando los sedimentos ya se han depositado en una cuenca marina y quedan aislados de la lámina suprayecente de agua, mediante el enterramiento por depositación de nuevos sedimentos se produce un proceso conocido como diagénesis – catagénesis, que conlleva finalmente a la compactación de dicho sedimento, expulsión del agua que pudiera contener y la descomposición de la materia orgánica. Al mismo tiempo, debido al enterramiento se produce un aumento tanto de la presión como de la temperatura, lo que provoca una redistribución espacial de los minerales de la arcilla y cambios en su estructura cristalina. Pero para que dichas rocas acaben por transformarse en
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pizarras es necesario que actue otro proceso geológico conocido como metamorfismo. Generalmente a lo largo del tiempo geológico una cuenca sedimentaria acaba siendo implicada en un proceso de orogénesis de formación de cordilleras, lo que provoca-mediante la aplicación de una serie de esfuerzos de comprensión-un aumento en las condiciones de presión y temperatura. El rango de temperatura y presiones durante las cuales actual el metamorfismo varía desde 300-400°C hasta 1200°C dentro de amplio rango de presiones, factores determinantes en el tipo de metamorfismo alcanzado por las rocas. El tipo de metamorfismo generador de las pizarras se caracteriza por uno de bajo grado, con temperaturas de 400°C y presiones de uno 300MPa, que corresponde a las condiciones metamórficas de anquizona y comienzos de la epizona. Los cambios mineralógicos que se producen son la desaparición son la desaparición de algunos minerales debido a su reacción con otros minerales como la sílice para acabar formando nuevos minerales. Los minerales de la arcilla de la lutita original reaccionaron entre sí y reorganizaron sus estructuras para adaptarse a las nuevas condiciones. Así, esmectitas y kanditas contribuyeron a la nueva formación de filosilicatos y estos crecieron orientados a favor de los planos perpendiculares a los esfuerzos principales. Todos estos cambios se producen bajo fuertes presiones dirigidas, lo que provoca que la neo formación y recristalización de materiales se realice en un estado material y tensional fuertemente anisótropo. Todo ello provoca una orientación preferente de sus minerales lo que se considera como la estructura típica de las pizarras que se conoce con el nombre de pizarrosidad.
UNIDADES GEOLÓGICAS FAVORABLES EN EL PAÍS En el Perú se conoce la existencia de pizarras en cuatro departamentos, en zonas donde hubo metamorfismo regional débil. En el departamento
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de La Libertad, los yacimientos de pizarra se encuentran en el grupo Goyllarizquisga, en zonas de contacto con los volcánicos Calipuy. En el distrito de Lima existe la presencia de canteras de pizarra en el distrito de San Bartolomé, provincia de Huarochirí; donde se ha señalado la presencia de material pizarroso, que se extraen manualmente en formas de lajas, para su posterior uso como roca ornamental. Se observan afloramientos pizarrosos en el Cerro Arrastre (UNI), Morro Solar, Atocongo y Las Casuarinas. En el departamento de Ica, provincia de Nazca, afloran pizarras en la Formación Portachuelo que consiste litológicamente de una secuencia de calizas grises a gris oscuras, micríticas ligeramente bituminosas, intercaladas con niveles de lutita grises interrumpidos por un cuerpo intrusivo del Complejo Bella Unión. En el departamento de Arequipa afloran pizarras, en una secuencia de limonitas y areniscas que contactan con un stock de diorita del JurásicoCretácico. El depósito está constituido por pizarras de estratificación delgada que yacen entre sedimentos lutáceos del Grupo Yura, y en lutitas de la Formación Murco. Los estratos pizarrosos (producto del metamorfismo regional) presentan fracturamiento intenso. Se encuentran en formaciones antiguas desde el Cretáceo las más modernas hasta el Ordovícico, Cámbrico y Pre-Cámbrico.
USOS La aplicación principal de pizarras es en la construcción y particularmente en techos, pisos, revestimiento de paredes, etc. Así también se emplea en la industria manufacturera para fabricar diversos artículos domésticos, decorativos y de juego (pizarras para escribir, mesas de billar y otros). Los principales usos son: Material para techar: para 1 m2 de cubierta se necesitan según el método de techar (en parte solapas anchas) 1,9 – 2,7 m 2 en losas de pizarra (una fórmula empírica en Gran Bretaña dice: 1 tonelada de pizarra para aproximadamente 20 m2). Revestimientos de paredes exteriores.
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Losas de suelos y paredes: cortadas, con espesores entre 6 y 25 mm. Losas para vías de jardín y caminos. Bordillos de céspedes y aceras. Repisas y losas de escalones y chimeneas. Losas de pizarra en la fabricación de mesas de billar. Antiguamente como (tabla de) pizarra, lápices (de pizarra) y cuadro distribuidor en instalaciones eléctricas. Los desechos de la explotación y elaboración de pizarra de techar son valiosos pues sirven para la fabricación de: piedra machacada fina, harina de pizarra y pizarra expandida. Las harinas de pizarra se usan como material de carga barata e inerte en las industrias de pintura, lacas, caucho y sintéticos, como carga en masas de cubrimiento de cartón asfáltico, en la preparación de betún para la construcción de vías de comunicación, como masas de relleno, como sustancia portadora de insecticidas, etc. La pizarra molida es usada también como materia prima para la fabricación de ladrillos y como árido hidráulico en la industria de cemento. La pizarra expandida se utiliza como árido liviano en la industria de la construcción como substracto de cubiertas enverdecidas y también como material para derramar (nieve, hielo). Los tamaños de granos típicos para árido de pizarra expandida son 0-2, 2-4, 4-8 y 8-16 mm.
MERCADO En el mundo de la demanda de la pizarra está relacionada básicamente por las siguientes cualidades que determinan su uso: Impermeable Requisito elemental con el que la pizarra cumple sobradamente al ser compacta, lisa y exenta de poros, lo que evita el riesgo de resquebrajamiento por causa de las heladas, al no recoger la más mínima parte de agua en su superficie.
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Inalterable En cualquier latitud, por extremo que sea su clima, la pizarra permanece inalterable en su aspecto inconstante en sus propiedades técnicas frente al polvo, el salitre, el frío, el calor, la nieve o el viento. De ahí que un tejado de pizarra sea un seguro de larga vida para la construcción. Versátil Como ningún otro material rígido para cubiertas. Todas las formas, pendientes o espacios pueden ser cubiertos con pizarra. En parámetros, faldones, cúpulas, cumbreras, chimeneas, etc., la pizarra permite obtener, en manos expertas, una calidad técnica y estética de acabado inmejorable. Belleza extraordinaria La pizarra aporta a la cubierta, y en consecuencia al edificio una belleza incuestionable. Los distintos formatos básicos en los que se comercializa permiten obtener los más variados efectos estéticos, todos ellos de particular belleza, difícilmente con el empleado de cualquier otro material de cubierta. En países de Europa, la pizarra es el material idóneo por excelencia para la construcción de cubiertas. Su aplicación para tal fin data de tiempos inmemorables, no existe ningún otro material que pueda ofrecer semejante experiencia, y por lo tanto garantía como la ofrecida por la pizarra para la construcción de tejados en los más diversos climas. Las edificaciones modernas y aquellas en las que descansa buena parte de su historia son el mejor testimonio en favor de su empleo.
Pizarras para tejados. Pizarras para suelos y baldosas de precisión y rústica. Suelos y aplacado de cuarcita y piedras naturales. Revestimientos de fachadas.
El mercado de la pizarra en Perú es poco conocido, la industria es pequeña y está reflejada por el escaso volumen de importación de elaborados específicos, es decir, no se conocen los diversos usos y las aplicaciones que estos recursos representan. Así mismo, para el lado de la oferta no se cuenta con información de un potencial considerable por la falta de estudios geológicos que indiquen cuales son los yacimientos económicamente explotables en el ámbito nacional, ya que los conocidos son pocos. Por tanto la demanda está circunscrita al consumo local o regional, y se emplea mayormente como roca dimensionada en la
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industria de la construcción, en la fabricación de cemento, betún, asfalto, etc.
CANTERAS EN EL PERÚ En el Perú existen muchas áreas con afloramientos de pizarras, pero aquellos yacimientos de pizarras que son comercializadas se localizan en zonas muy restringidas. La región de La Libertad tiene el 46% de las canteras, seguido por Arequipa, Ica y Lima.
PRODUCCIÓN En la TABLA III se presenta la información obtenida de fuentes oficiales y se observa que la producción de pizarra es pequeña y que su crecimiento durante el periodo 1991-2006 fue de 2% en promedio anual. Son tres las regiones en la que se extrae este recurso: Arequipa (95,4%), La Libertad (4,1%) y Anchas (0,5%). En el año 2006 se registró una producción de 24.100 toneladas según la información de la SUNATAduanas. Dado que no existen cifras de exportación se presume que la producción es consumida en el país al 100%.
TABLA III. Producción peruana de pizarra por regiones (en toneladas métricas) Regió n Ancash
199 2
Arequi pa La Liberta d Total
310 00
310 00
199 3
200 4 110 0 226 93
200 5 90
200 6 100
235 22 104 1
2300 0 1000
350 265 324 348 366 155 189 229 208 900 228 237 00 97 15 70 51 00 43 80 00 65 93 Fuente: Elaborado por A. Díaz a partir de información de la Dirección General de Minería/DJC-De/ del Ministerios de Energía y Minas- INGEMMET.
246 53
2410 0
350 00
199 4
265 97
199 5
324 15
199 6
348 70
199 7 649
199 8 500
199 9 600
200 700
200 1 800
360 02
150 00
183 43
222 80
200 00
20 02 900
200 3 100 0 218 65
PIZARRA Principales productores de pizarras Principales productores de pizarra Provincia Distrito
Departamento
1 S.M.R.L. Carbonera Fray Martín Uno de Huaraz Pueblo Libre 2 Villareal Sanchez, Roger Otuzco Usquil
Ancash
Huaylas
La Libertad La Libertad
Santiago de Chuco 3 Yura S.A. Arequipa
Quiruvilca Arequipa Yura
CONSUMO APARENTE El consumo aparente de pizarra en el Perú es pequeño y su uso está limitado a la fabricación de betún, asfalto, cemento y en algunos casos en pisos, enchapes en edificaciones comerciales y algunas residencias. Falta un mayor conocimiento de y difusión de sus propiedades físicomecánicas para incrementar la demanda de roca. En la se Tabla IV se observa que la demanda es satisfecha por la producción nacional (99%) y una pequeña parte corresponde a la importación de productos elaborados (plancha, adoquines, mesas de juego, etc.)
TABLA IV Consumo aparente de pizarra en el Perú (en toneladas métricas) Años 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Pizarra nacional 32 34 36 15 18 22 20 22 23 24 21
415 870 651 500 943 980 800 765 693 622 496
Pizarra importada 5 1 41 1 107 28 30 93 24 50 71
Total 32420 32871 36692 15501 19050 23008 20830 22857 23717 24672 21567
PIZARRA 2006 2007
18 535 20 000
191 256
18726 20256
COMERCIO EXTERIOR El comercio exterior de esta roca en el Perú no está muy difundido, debido a la falta estudios geológicos que aseguren inventarios suficientes capaces de asegurar una competencia en el mercado en volumen y calidad expectante.
IMPORTANCIONES En la Tabla V se puede ver la evolución de la importación peruana de pizarra durante el periodo 1995-2007 y en el gráfico se indica que en el año 2007 se importó de Brasil más del 99% y una pequeña cantidad de Alemania en productos como: planchas trabajadas naturales para pavimento calibrada, 20x40 x1,2 en colores: verde, negro, gris, rojiza; tejas, s/m, y c/m 200x300x5 mm y 20*30*, 20*30* de color verde y negro. Principales importadores de pizarra: Pierimármol S.A.C TABLA V Evolución de la importación peruana de pizarra Años 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Cantidad (T.M) 5 1 41 1 107 28 30 93 24 50 71 1991 256
Valor CIF (dólares) 3 602 851 47 002 729 67 203 16 354 59 462 26 005 9 419 19 121 34 727 70 506 99 937
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PRECIOS Como es el caso de las demás rocas ornamentales, los precios de las pizarras varían ampliamente de acuerdo a sus características físicomecánicas, fundamentales para su uso en los diversos campos, por lo cual los precios que se presentan en las Tablas solo son referenciales. TABLAS VI Y VII Precio promedio de pizarra en el mercado de los Estados Unidos (US$/t.) Roca 2000 2001 2002 2003 Pizarra 495 623 614 605 Fuente: USGS Mineral Yearbook (2000-2007)
2004 698
2005 617
2006 652
2007 658
Precios promedio importación peruana de pizarra por países de origen País Brasil Argenti na Italia China
Productor Pizarra ardosia plancha trabajadas colcres varios Teja slate international 20*30*, pizarra negra 1039in4
US$/t. 480 660
Pizarra para mesa de billar 22 juegos de 3 piezas: 66 unidades Plato de pizarra negra 20x 20 cm.
950 4420
PRODUCCIÓN MUNDIAL A nivel mundial, España es el país más importante en la producción de las pizarras, y está situado muy por encima de Francia que ocupa el segundo lugar y cuya producción es nueve veces inferior a la española; otros países destacados en este sector son Alemania, Reino Unido e Irlanda. En la última década, salvo ligeras recesiones, la producción se está incrementando. La evolución de este sector minero-industrial ha tenido notable desarrollo debido principalmente al crecimiento de la demanda de pizarra como consecuencia de la buena marcha del sector de la construcción en los países de la Unión Europea. La pizarra española se emplea principalmente en la cubierta de edificaciones, teniendo otros destinos como la ornamentación de fachadas o el recubrimiento de suelos m, muy secundarios en lo que a producción se refieren.
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Sin embargo, los países de la Unión Europea, y en concreto los del área mediterránea, siguen constituyendo la base del mercado mundial. Italia ocupa una posición de liderazgo en el mercado seguida en la Unión Europea por España, Portugal, Grecia y Francia. El primer país importador es Japón, que suele alternar esta posición con Italia. Por el lado de la exportación destacan, además de Italia, China, España y Portugal, siendo necesario señalar la incorporación a este grupo de cabeza a países como India y Brasil. En la Tabla se observa que la evolución del mercado internacional de la pizarra en los últimos dieciséis años experimentó un crecimiento promedio anual de más del 7%, siendo por tanto positivo. A pesar de las condiciones climatológicas en Europa en los últimos inviernos, que han afectado seriamente al sector de la construcción, la pizarra sigue siendo insustituible sobre todo en las zonas tradicionalmente consumidoras, que continúan apostando por este material como el más idóneo para cubiertas de edificios. TABLA VIII Años 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Fuente: Anuario Roc. Máquina (2005), España
Pizarra 2000 1500 1800 1900 5000 6000 6500 6000 6000 7000 4700 5200 4910 4620 4330 4040
