SEMINARIO

MATERIALES PARA LA

CONSTRUCCIÓN

Por: Gastón Proaño C.

INTRODUCCIÓN

Uso de Materiales en el Eje Vial 1 Calle Boyacá. 2003

Uso de materiales de construcción en la ampliación del Malecón del Estero Salado. 2002

Uso de materiales de construcción de la Estación de bombeo para pruebas hidrostáticas para el OCP. 2002

Uso de materiales de construcción para la estabilidad de taludes en suelos expansivos de

la Formación Onzole – Esmeraldas. 2002

Uso de la piedra natural como material de construcción para un puente romano. España

1998

Uso de materiales para la construcción de una vía de acceso en Chiquilpe – Pichincha. 2002

Uso de Geosintéticos para la estabilidad de taludes y control de erosión en un tramo del OCP. 2002

Fabricación artesanal de bloques en Quinindé - Esmeraldas. 1999

Uso de Geotextil para estabilidad y control de erosión, estación Sardinas OCP. 2002

Uso del Hierro como material de construcción para fabricar plintos y columnas. Espol 1995

Uso de Hierro y Madera para la construcción del viaducto Mall del Sol – Guayaquil. 1997

Uso de materiales para construir el Relleno Sanitario “Las Iguanas” – Guayaquil, 1995

Uso de Materiales para la construcción de diques y piscinas en un complejo camaronero ubicado

en la Península de Santa Elena. 1998

Uso de Materiales para la construcción de obras portuarias La Liberta. 1998

Uso de materiales para la construcción – Edificio Banco La Previsora Guayaquil

Uso de materiales para la construcción del World Trade Center Guayaquil

Uso de materiales para la construcción de una plataforma para válvula de control del OCP.

2002

Fabricación artesanal de ladrillos en Azogues

Crecimiento de la población mundial a través de la historia hasta el presente.

Crecimiento de la población en varios

países.

Consumo de minerales por persona

ROCAS INDUSTRIALES

• Arcillas Cerámicas

• Arcillas Especiales (sepiolita, attapulgita, bentonita)

• Bauxita y laterita alumínica

• Basalto

• Caliza

• Cuarcita

• Diatomita

• Dolomita

• Fosfatos

• Granito

• Margas

• Mármol

• Perlita

• Pizarra

• Pórfido

• Pumita

• Sal

• Sales Potásicas

• Yeso

Factores que influyen en el crecimiento de las RMI

• Aumento de la Población mundial.

•Establecimiento de mayores mercados internacionales.

•Aumento de la renta per cápita.

•Sensibilidad social por el medio ambiente.

•Mayor conciencia empresarial.

•Desarrollo científico, técnico y comercial

•Aumento y diversificación de la demanda

Minerales y rocas industriales de origen ígneo

• Nefalina

• Feldespato

• Micas

• Minerales de litio

• Berilo

• Granito

• Basalto

• Diabasa

• Pumita

• Perlita

Minerales y rocas industriales de origen sedimentario

MINERALES ROCAS

• Diamante

• Diatomita

• Potasas

• Sulfatos

• Boratos

• Nitratos

• Azufre

• Arena y grava

• Arenisca

• Arcilla

• Caliza y dolomita

• Fosfatos

• Sales

• Yeso

Minerales y rocas industriales de origen metamórfico

MINERALES

• Grafito

• Asbesto

• Talco

• Vermiculita

ROCAS

• Pizarra

• Mármol

Minerales y rocas de origen filoniano y metasomático

MINERALES

• Cuarzo

• Fluorita

• Baritina

• Magnesita

ROCAS

• Pegmatita

• Aplita

• Dolomita

Tendencias futuras en la explotación Tendencias futuras en la explotación de agregados (1)de agregados (1)

• Mayor dimensión de las explotaciones Apertura de Mayor dimensión de las explotaciones Apertura de supercanteras (>1.000.000 t/año).supercanteras (>1.000.000 t/año).

• Mayor uso de dispositivos contra polvo y ruido.Mayor uso de dispositivos contra polvo y ruido.

• Tratamiento de lodos de lavado de agregados.Tratamiento de lodos de lavado de agregados.

• Mayor uso de agregados de trituración (70%), con respecto Mayor uso de agregados de trituración (70%), con respecto a los granulares (30%).a los granulares (30%).

• Posible agotamiento de arenas y gravas en ciertas zonas . Posible agotamiento de arenas y gravas en ciertas zonas . Protección ambiental en otras.Protección ambiental en otras.

• Mayor exigencia (y por lo tanto mayor investigación) de Mayor exigencia (y por lo tanto mayor investigación) de prestaciones y calidad.prestaciones y calidad.

Tendencias futuras en la explotaciónTendencias futuras en la explotación

• Revalorización de los agregados como recursoRevalorización de los agregados como recurso

• Intervención de compañías mineras metálicas.Intervención de compañías mineras metálicas.

• Uso creciente de agregados reciclados y marinosUso creciente de agregados reciclados y marinos

• Investigación sobre el menor consumo de energía. (rotura Investigación sobre el menor consumo de energía. (rotura a tracción, etc.)a tracción, etc.)

• Control de calidad (resistencia mecánica, índice de forma, Control de calidad (resistencia mecánica, índice de forma, reactividad potencial, etc.)reactividad potencial, etc.)

• Legislación y normativa.Legislación y normativa.

• Normalización y certificaciónNormalización y certificación

Propiedades de los agregados como Propiedades de los agregados como elementos aisladoselementos aislados

• Propiedades físicas macroscópicasPropiedades físicas macroscópicas: Dimensión, forma, : Dimensión, forma, redondez, densidad, propiedades superficiales, porosidad, redondez, densidad, propiedades superficiales, porosidad, permeabilidad, dureza, módulo elástico, conductividad permeabilidad, dureza, módulo elástico, conductividad térmica, dilatación, etc.térmica, dilatación, etc.

• Propiedades QuímicasPropiedades Químicas: Estabilidad mineral, presencia de : Estabilidad mineral, presencia de sulfatos y sulfuros, cloruros, óxidos, sílice reactiva, etc.sulfatos y sulfuros, cloruros, óxidos, sílice reactiva, etc.

• Propiedades MineralógicasPropiedades Mineralógicas: Composición, textura, tamaño : Composición, textura, tamaño de grano, cristalinidad, etc.de grano, cristalinidad, etc.

Propiedades de los agregados como Propiedades de los agregados como conjunto de partículasconjunto de partículas

• ComposicionalesComposicionales: Agregados monogénicos y : Agregados monogénicos y poligénicos.poligénicos.

• Distribución de tamañosDistribución de tamaños: Ley de Feret, curvas de : Ley de Feret, curvas de Fuller.Fuller.

• Influencia de la redondez y esfericidad de las Influencia de la redondez y esfericidad de las partículas en las propiedadespartículas en las propiedades

Introducción a las propiedades de los Introducción a las propiedades de los agregadosagregados

• Las propiedades de los productos finales Las propiedades de los productos finales elaborados con agregados dependen de las elaborados con agregados dependen de las proporciones de la mezcla , del aglomerante proporciones de la mezcla , del aglomerante utilizado y de la naturaleza y propiedades del utilizado y de la naturaleza y propiedades del agregado.agregado.

• Los ensayos de agregados tienen por finalidadLos ensayos de agregados tienen por finalidad

*Atender a su correcta dosificación*Atender a su correcta dosificación

* Anticipar su comportamiento en servicio* Anticipar su comportamiento en servicio

Características de los materiales Características de los materiales usados en la fabricación de agregadosusados en la fabricación de agregados

• Composición mineralógica.Composición mineralógica.• Grado de alteración.Grado de alteración.• Textura, forma y tamaño de grano.Textura, forma y tamaño de grano.• Naturaleza del cemento de la roca.Naturaleza del cemento de la roca.• Porosidad, permeabilidad, absorción y retención Porosidad, permeabilidad, absorción y retención

de aguade agua• Presencia y tamaño de la fracturaPresencia y tamaño de la fractura

Propiedades mecánicas de un Propiedades mecánicas de un agregadoagregado

• Relativas a la resistencia a la fragmentación bajo Relativas a la resistencia a la fragmentación bajo solicitaciones mecánicas.solicitaciones mecánicas.

• Relativas a la resistencia a la fragmentación por Relativas a la resistencia a la fragmentación por choques repetidoschoques repetidos

• Relativas a la resistencia al desgaste por Relativas a la resistencia al desgaste por rozamiento (atrición).rozamiento (atrición).

Descripción de rocas para agregadosDescripción de rocas para agregados

• Una buena descripción debe contener (BS5930/91):Una buena descripción debe contener (BS5930/91):

a.- Nombre de la roca (en mayúscula).a.- Nombre de la roca (en mayúscula).

b.- Colorb.- Color

c.- Tamaño de granoc.- Tamaño de grano

d.- Textura y estructurad.- Textura y estructura

e.- Estado de meteorizacióne.- Estado de meteorización

f.- Resistencia (cualitativa)f.- Resistencia (cualitativa)

g.- Otras características y propiedadesg.- Otras características y propiedades

• EjemploEjemplo: : BASALTO gris oscuro verdoso, de grano fino, con BASALTO gris oscuro verdoso, de grano fino, con bandeado de flujo muy fino, ligeramente meteorizado, muy bandeado de flujo muy fino, ligeramente meteorizado, muy resistente, con disyunción columnar a gran escala.resistente, con disyunción columnar a gran escala.

Otras formas usadas para describir Otras formas usadas para describir rocas para agregados (en ingeniería)rocas para agregados (en ingeniería)

• Por el grado de meteorización (Sociedad Por el grado de meteorización (Sociedad Geológica, 1977.Geológica, 1977.

• Por sus propiedades mecánicas (forma de la Por sus propiedades mecánicas (forma de la partícula y resistencia al impacto) (Ramsay, partícula y resistencia al impacto) (Ramsay, 1974).1974).

• Por la porosidad, humedad de saturación y peso Por la porosidad, humedad de saturación y peso específico normalizados (Leverett, 1970).específico normalizados (Leverett, 1970).

• Empleo de términos locales o tradicionalesEmpleo de términos locales o tradicionales

Las distintas clasificaciones de Las distintas clasificaciones de agregadosagregados

• La “clasificación por grupos petrológicos” (BS812; La “clasificación por grupos petrológicos” (BS812; 1975). 1975).

• La “Descripción nominal” (BS812, parte 102; La “Descripción nominal” (BS812, parte 102; 1989).1989).

• Las descripciones americanas normalizadas:Las descripciones americanas normalizadas:ASTM C294-86 (naturales) y C295-85ASTM C294-86 (naturales) y C295-85(agregados para hormigón)(agregados para hormigón)

• La norma francesa obligatoria (NF P18101-83)La norma francesa obligatoria (NF P18101-83)• La “clasificación por grupos” (BS 812; 1976).La “clasificación por grupos” (BS 812; 1976).

Sugerencias para la clasificación de Sugerencias para la clasificación de agregadosagregados

• El sistema de clasificación debe contener:El sistema de clasificación debe contener:

* Una descripción del tipo de agregado* Una descripción del tipo de agregado

* Una descripción de las características físicas.* Una descripción de las características físicas.

* Una descripción petrológica* Una descripción petrológica• La descripción petrológica debe ser precisa, La descripción petrológica debe ser precisa,

porque sirve:porque sirve:

* Para ayudar a clasificar el agregado* Para ayudar a clasificar el agregado

*Para ayudar a evaluar su comportamiento.*Para ayudar a evaluar su comportamiento.

* Para detectar componentes perjudiciales.* Para detectar componentes perjudiciales.

Ejemplo de un posible formato para el informe de la clasificación y descripción

de un árido

Normas UNE 7139 u UNE 83-100-84.Normas UNE 7139 u UNE 83-100-84.Clasificación granulométrica de áridosClasificación granulométrica de áridos

• UNE 7139. Determinación de la granulometría de un UNE 7139. Determinación de la granulometría de un árido o agregado mediante criba a través de la serie de árido o agregado mediante criba a través de la serie de tamices y cedazos de serie UNE 7050. Método operativo, tamices y cedazos de serie UNE 7050. Método operativo, cantidades a emplear, forma de expresar resultados, etc.cantidades a emplear, forma de expresar resultados, etc.

• UNE 83-100.84. Complementaria de la anterior, fija las UNE 83-100.84. Complementaria de la anterior, fija las condiciones en que deben llevarse a cabo los ensayos, condiciones en que deben llevarse a cabo los ensayos, relación entre tamices, máxima y mínima abertura de relación entre tamices, máxima y mínima abertura de malla, etc.malla, etc.

• La separación entre agregados finos y gruesos tiene lugar La separación entre agregados finos y gruesos tiene lugar por el paso del tamiz 5 de la serie UNE 7050por el paso del tamiz 5 de la serie UNE 7050

Norma UNE 7238. Determinación del Norma UNE 7238. Determinación del índice de forma del árido grueso para índice de forma del árido grueso para

fabricación de hormigónfabricación de hormigón

• Se pretende calcular la relación entre el volumen realmente Se pretende calcular la relación entre el volumen realmente ocupado por los granos de una fracción granulométrica y ocupado por los granos de una fracción granulométrica y el volumen en teórico que ocuparían los granos, supuestos el volumen en teórico que ocuparían los granos, supuestos esféricos, con diámetro igual a la mayor dimensión del esféricos, con diámetro igual a la mayor dimensión del grano.grano.

• El coeficiente de forma mayor es 1 (grano esférico), y El coeficiente de forma mayor es 1 (grano esférico), y desciende hasta 0 a medida que el grano se aleja más de la desciende hasta 0 a medida que el grano se aleja más de la esfericidad.esfericidad.

• El método de ensayo se basa en la medida de un número El método de ensayo se basa en la medida de un número de granos de una fracción con calibre o galgas, que dan de granos de una fracción con calibre o galgas, que dan directamente los volúmenes circunscritos.directamente los volúmenes circunscritos.

Yacimientos de agregadosYacimientos de agregados

• Tipos de yacimientosTipos de yacimientos

* Eluviales* Eluviales

* Coluviales* Coluviales

* Abanicos aluviales* Abanicos aluviales

* Depósitos de ríos “braided” o trenzados* Depósitos de ríos “braided” o trenzados

* Depósitos meandriformes.* Depósitos meandriformes.

* Depósitos eólicos* Depósitos eólicos

* Depósitos de playa.* Depósitos de playa.

* Depósitos submarinos* Depósitos submarinos

* Morrenas glaciares* Morrenas glaciares

* Depósitos fluvioglaciares* Depósitos fluvioglaciares

* Brechas de falla.* Brechas de falla.

Caracterización de las rocas Caracterización de las rocas canterables para aregadoscanterables para aregados

• Para utilizarse como agregados, las rocas Para utilizarse como agregados, las rocas canterables han de tener:canterables han de tener:* * Composición química y mineralógica que las hagan poco Composición química y mineralógica que las hagan poco

meteorizablesmeteorizables

* Elevada resistencia a la compresión simple.* Elevada resistencia a la compresión simple.

* Baja absorción de agua.* Baja absorción de agua.

* Elevada densidad* Elevada densidad

* Coeficiente de forma adecuado. Poca lajosidad.* Coeficiente de forma adecuado. Poca lajosidad.

* Alta resistencia al desgaste.* Alta resistencia al desgaste.

Ensayos y cálculos para determinar la Ensayos y cálculos para determinar la durabilidad de una roca utilizable en durabilidad de una roca utilizable en

la fabricación de agregadosla fabricación de agregados

• Índice de degradación de minerales en rocas plutónicas.Índice de degradación de minerales en rocas plutónicas.

• Clases hidrolíticas para estimar la degradación de vidrios Clases hidrolíticas para estimar la degradación de vidrios volcánicosvolcánicos

• Relación entre composición y degradación de vidrios Relación entre composición y degradación de vidrios volcánicosvolcánicos

• Cálculo de la energía libre estándar de formación de rocas Cálculo de la energía libre estándar de formación de rocas volcánicasvolcánicas

• Ensayos de carga puntual en campo (martillo de Franklin).Ensayos de carga puntual en campo (martillo de Franklin).

• Parámetros de forma mediante microscopía óptica.Parámetros de forma mediante microscopía óptica.

Parámetros a considerar en la valoración Parámetros a considerar en la valoración de un yacimiento de agregadosde un yacimiento de agregados

• A.- Parámetros Geométricos.A.- Parámetros Geométricos.

Forma y volumen del material, variaciones de espesor, Forma y volumen del material, variaciones de espesor, límites límites naturales, recubrimiento, etc.naturales, recubrimiento, etc.

• B.- Parámetros hidrogeológicos.B.- Parámetros hidrogeológicos.

Nivel freático, acumulaciones de agua, eutrofización, etc.Nivel freático, acumulaciones de agua, eutrofización, etc.

• C.- Parámetros del material extraíble.C.- Parámetros del material extraíble.

Granulometría, mineralogía, forma, densidad, resistencia Granulometría, mineralogía, forma, densidad, resistencia mecánica, etc.mecánica, etc.

Exploración e investigación de Exploración e investigación de yacimientos de agregadosyacimientos de agregados

• Etapas de la prospección e investigaciónEtapas de la prospección e investigación

1. Estudio bibliográfico para elección de zonas1. Estudio bibliográfico para elección de zonas

2. Búsqueda de posibles yacimientos2. Búsqueda de posibles yacimientos

3. Estudio preliminar de uno o varios yacimientos3. Estudio preliminar de uno o varios yacimientos

4. Estudio detallado con labores de investigación (sondeos,4. Estudio detallado con labores de investigación (sondeos,

geofísica, etc.)geofísica, etc.)

5. Estudio de viabilidad de la explotación.5. Estudio de viabilidad de la explotación.

Distribución de los materiales aluviales en el valle de un río

Afloramiento de materiales aluviales en un perfil erosionado por el río

Banco del grava en el Río Blanco- Esmeraldas. 2003

Visita técnicas de consultores americanos para determinar el uso de los bancos de grava del Río

Daule en la construcción del Proyecto Daule-Peripa

Distribución de los materiales aluviales en un curso meandrico

Acumulación de bancos de arena en el perfil litoral

Perfil típico de un suelo residual

Exploración Preliminar De Exploración Preliminar De Yacimientos De ÁridosYacimientos De Áridos

A.A. Estudio documental y cartográficoEstudio documental y cartográfico

B.B. Reconocimiento preliminarReconocimiento preliminar

C.C. Toma de muestrasToma de muestras

D.D. Elaboración de datosElaboración de datos

E.E. Selección de área para la investigaciónSelección de área para la investigación

Trabajos de prospección en un área

de interés.

Investigación de un área con potencial de áridos

Muestras de suelo para análisis de laboratorio Bahía de Caráquez

Explotación de una cantera con equipo caminero

Excavación de Calicatas con retroexcavadoras

Pruebas de permeabilidad en

calicatas

Adquisición de muestras alteradas de suelo para ensayos de laboratorio

Sondeo eléctrico para determinar el perfil estratigráfico, Esmeraldas

Perforación y pruebas de resistencia en suelos

Información que debe contener un Información que debe contener un SIG para explotación de áridosSIG para explotación de áridos

• Mapas topográficos, fotografías aéreas, imágenes “raster”.Mapas topográficos, fotografías aéreas, imágenes “raster”.• Mapas geológicos, litológicos, estructurales y Mapas geológicos, litológicos, estructurales y

sedimentológicos.sedimentológicos.• Mapas hidrogeológicos y piezométricos.Mapas hidrogeológicos y piezométricos.• Mapas de utilización del suelo.Mapas de utilización del suelo.• Mapas de planeamiento urbano e industrial.Mapas de planeamiento urbano e industrial.• Tendencias previsibles de crecimiento urbano.Tendencias previsibles de crecimiento urbano.• Esquemas de trazado de comunicaciones y servicios.Esquemas de trazado de comunicaciones y servicios.• Mapas de zonas de reserva.Mapas de zonas de reserva.• Ubicación de explotaciones activas e inactivas.Ubicación de explotaciones activas e inactivas.

Yacimientos de áridos artificialesYacimientos de áridos artificiales

• Estériles minerosEstériles mineros

• Escorias de horno alto y de aceríaEscorias de horno alto y de acería

• Materiales de demoliciónMateriales de demolición

Labores de extracción y tratamiento Labores de extracción y tratamiento de agregadosde agregados

• Planificación de la explotación.Planificación de la explotación.• Separación y eliminación de la montera y el estéril.Separación y eliminación de la montera y el estéril.• Diseño de las voladuras.Diseño de las voladuras.• Métodos de transporte y carga del mineralMétodos de transporte y carga del mineral• Selección y planificación del equipo.Selección y planificación del equipo.• Cálculo y mejora de las instalaciones de Cálculo y mejora de las instalaciones de

recuperación de material.recuperación de material.• Labores de protección medioambiental.Labores de protección medioambiental.

Objetivos del diseño de una Objetivos del diseño de una explotación de agregados en el aspecto explotación de agregados en el aspecto

geométricogeométrico

• Apertura de frentes.Apertura de frentes.

• Diseño de los bancos, taludes y bermas.Diseño de los bancos, taludes y bermas.

• Accesos principales.Accesos principales.

• Diseño de las rampas y caminosDiseño de las rampas y caminos

• Drenaje y desagüeDrenaje y desagüe

• VertederoVertedero

Objetivos de una explotación de Objetivos de una explotación de agregados desde el punto de vista agregados desde el punto de vista

operacionaloperacional

• Planteamiento del ritmo de rpoducción.Planteamiento del ritmo de rpoducción.

• Vida de la explotación (reservas/ritmo).Vida de la explotación (reservas/ritmo).

• Distribución espacial de la roca.Distribución espacial de la roca.

• Ratios de trabajo o secuencia de la Ratios de trabajo o secuencia de la explotación.explotación.

• Terrenos disponibles, ubicación de Terrenos disponibles, ubicación de vertederos, etc.vertederos, etc.

Factores a tener en cuenta en el diseño Factores a tener en cuenta en el diseño de una explotación de agregadosde una explotación de agregados

• Definición de la parte explotable del depósito. Definición de la parte explotable del depósito. ((Propiedades, topografía, geologíaPropiedades, topografía, geología).).

• Cantidad de recubrimiento, estéril o material no Cantidad de recubrimiento, estéril o material no vendible. (vendible. (Economía fundamental del corteEconomía fundamental del corte).).

• Estructura geológica y características tectónicas Estructura geológica y características tectónicas del yacimiento. (del yacimiento. (Geotecnia de la explotaciónGeotecnia de la explotación).).

• Hidrogeología y sistemas de desague.Hidrogeología y sistemas de desague.• Litología de los tipos de rocas y variaciones Litología de los tipos de rocas y variaciones

laterales. (laterales. (Selección de equipos y costosSelección de equipos y costos))

Operaciones básicas de extracción en Operaciones básicas de extracción en canteras de agregados de trituracióncanteras de agregados de trituración

• Desmonte del recubrimiento y preparación del Desmonte del recubrimiento y preparación del frente.frente.

• Fragmentación primaria (arranque).Fragmentación primaria (arranque).

* Por voladura con explosivos.* Por voladura con explosivos.

*Por ripado.*Por ripado.• Fragmentación secundaria y carga.Fragmentación secundaria y carga.• Transporte a la planta de tratamiento.Transporte a la planta de tratamiento.

Fragmentación primaria en canteras Fragmentación primaria en canteras de agregadosde agregados

• Una buena fragmentación primaria reduce los Una buena fragmentación primaria reduce los costos de la planta de machaqueo y de los equipos costos de la planta de machaqueo y de los equipos móviles.móviles.

• La voladura primaria debe obtener una La voladura primaria debe obtener una fragmentación óptima.fragmentación óptima.

• La estructura geológica, el tipo de roca y sus La estructura geológica, el tipo de roca y sus propiedades determinan el diseño de la perforación propiedades determinan el diseño de la perforación y voladura.y voladura.

• La “piedra” y el “espaciado” determinan el La “piedra” y el “espaciado” determinan el volumen de material de cada voladuravolumen de material de cada voladura

La fragmentación secundariaLa fragmentación secundaria

• Necesaria incluso en voladura bien diseñadaNecesaria incluso en voladura bien diseñada• Se hace por uno de los sistemas siguientes:Se hace por uno de los sistemas siguientes:

* Pegas secundarias o taqueo. (* Pegas secundarias o taqueo. (Es caro y requiere Es caro y requiere precisión, implica perforación de taladros, precisión, implica perforación de taladros, explosivo explosivo gelatinoso, daño al medio ambiente, gelatinoso, daño al medio ambiente, etc.).etc.).

* Mazas hidráulicas. (* Mazas hidráulicas. (Bolas de acero que se dejan Bolas de acero que se dejan caer caer desde dragalinas . Lento y con peligro de desde dragalinas . Lento y con peligro de proyección de proyección de rocas).rocas).

* Martillos rompedores hidráulicos (* Martillos rompedores hidráulicos (ventajosos).ventajosos).

La cargaLa carga

• El diseño de la maquinaria de carga depende de la El diseño de la maquinaria de carga depende de la producción, del tipo de roca, de la altura y producción, del tipo de roca, de la altura y disposición de los bancos, de la granulometría y de disposición de los bancos, de la granulometría y de los medios de transporte disponibles.los medios de transporte disponibles.

• Las máquinas de excavación y carga más Las máquinas de excavación y carga más empleadas en rocas duras son: Palas frontales de empleadas en rocas duras son: Palas frontales de cable o hidráulicas, retroexcavadoras hidráulicas, cable o hidráulicas, retroexcavadoras hidráulicas, palas sobre ruedas de cazo frontal y cargadoras palas sobre ruedas de cazo frontal y cargadoras sobre orugas.sobre orugas.

El transporteEl transporte

• Es el proceso final del proceso de extracción.Es el proceso final del proceso de extracción.

• Se usan volquetes normales o articulados (Se usan volquetes normales o articulados (en caso de en caso de canteras pequeñas o con espacio de maniobra limitadocanteras pequeñas o con espacio de maniobra limitado).).

• Capacidades normales entre 15 y 75 t, con tendencia a Capacidades normales entre 15 y 75 t, con tendencia a grandes volquetes de 100 a 150 t.grandes volquetes de 100 a 150 t.

• El transporte es un factor esencial del costo.El transporte es un factor esencial del costo.

• Atención a las pendientes , los radios de las curvas y los Atención a las pendientes , los radios de las curvas y los fragmentos de roca en la plaza.fragmentos de roca en la plaza.

• Es conveniente situar las machacadoras en la cantera o Es conveniente situar las machacadoras en la cantera o cerca de ella (cerca de ella (Cintas transportadorasCintas transportadoras).).

Métodos de vertido estériles

Esquema de una voladura en banco

Variables de diseño

H= Altura del banco

D= Diámetro del barreno

L= Longitud del barreno

d= Diámetro de la carga

B= Piedra nominal

S= Espaciamiento normal

LV= Longitud de voladura

AV= Anchura de voladura

Be= Piedra efectiva

Se= Espaciamiento efectivo

T= Retacado

J= Sobreperforación

I= Longitud de carga

= Angulo de salida

V/W = Grado de quilibrio

Tr= Tiempo de retardo

Esquema de una voladura en banco

El ripado (1)El ripado (1)

• Es la fragmentación primaria conseguida por medios Es la fragmentación primaria conseguida por medios mecánicos, sólo posible si la roca es poco cohesiva, lajada, mecánicos, sólo posible si la roca es poco cohesiva, lajada, fracturada o diaclasada.fracturada o diaclasada.

• Se hace con escarificador trasero colocado en tractor sobre Se hace con escarificador trasero colocado en tractor sobre orugas.orugas.

• Tiene ventajas por el ahorro en la preparación del terreno y Tiene ventajas por el ahorro en la preparación del terreno y en el impacto ambiental.en el impacto ambiental.

• La mayor ventaja económica se produce en la acumulación La mayor ventaja económica se produce en la acumulación de acopios, en la carga con mototraílla y el arranque con de acopios, en la carga con mototraílla y el arranque con bulldozerbulldozer

El ripado (2)El ripado (2)

• La aptitud para el ripado viene dada por:La aptitud para el ripado viene dada por:

* La frecuencia de fracturas, el grado de * La frecuencia de fracturas, el grado de meteorización y los planos de debilidad.meteorización y los planos de debilidad.

* La cristalinidad y naturaleza de la roca* La cristalinidad y naturaleza de la roca

** La resistencia al impacto.La resistencia al impacto.

** La estratificación o laminación entre capas.La estratificación o laminación entre capas.• La “ripabilidad” se obtiene por la velocidad de La “ripabilidad” se obtiene por la velocidad de

propagación de ondas sísmicas.propagación de ondas sísmicas.

Explotación de graverasExplotación de graveras

• Diferencias principales con la explotación de Diferencias principales con la explotación de canteras: canteras: Mayor uso del terreno y control más Mayor uso del terreno y control más inmediato del medio ambiente y la restauracióninmediato del medio ambiente y la restauración ..

• Convencionalmente se dividen en graveras Convencionalmente se dividen en graveras consolidadas o no, y graveras en seco o consolidadas o no, y graveras en seco o subfreáticas.subfreáticas.

• En las graveras subfreáticas, la decisión de En las graveras subfreáticas, la decisión de bombear depende del espesor del depósito, la bombear depende del espesor del depósito, la permeabilidad, el uso del acuífero, el uso futuro permeabilidad, el uso del acuífero, el uso futuro previsto y las exigencias de restauración.previsto y las exigencias de restauración.

Técnicas y equipos de excavación en Técnicas y equipos de excavación en graveras (1)graveras (1)

• Dependen del tipo de depósito, la topografía general de la Dependen del tipo de depósito, la topografía general de la zona, las condiciones de restauración y la escala. El factor zona, las condiciones de restauración y la escala. El factor más importante es la ausencia o presencia de agua en la más importante es la ausencia o presencia de agua en la excavación.excavación.

• En excavaciones bajo el nivel freático se emplea la En excavaciones bajo el nivel freático se emplea la dragalina de pluma larga. Es adecuada para agregados dragalina de pluma larga. Es adecuada para agregados gruesos, tiene menor rendimiento (75%) en arenas y es gruesos, tiene menor rendimiento (75%) en arenas y es inoperante para depósitos de más de 10 m de profundidad.inoperante para depósitos de más de 10 m de profundidad.

• Las dragas flotantes son adecuadas para depósitos poco Las dragas flotantes son adecuadas para depósitos poco consolidados, pero pueden instalarse cabezales de corte y consolidados, pero pueden instalarse cabezales de corte y cántaras en las tuberías de succión.cántaras en las tuberías de succión.

Técnicas y equipos de excavación en Técnicas y equipos de excavación en graveras (2)graveras (2)

• La excavación en seco es más eficaz que bajo el La excavación en seco es más eficaz que bajo el nivel freático. Se usan dragalinas, que son nivel freático. Se usan dragalinas, que son convenientes para depósitos de más de 5 metros convenientes para depósitos de más de 5 metros de espesor; excavadoras hidráulicas, que son de espesor; excavadoras hidráulicas, que son rápidas y manejables; palas frontales de ruedas rápidas y manejables; palas frontales de ruedas se emplean en depósitos poco consolidados, se emplean en depósitos poco consolidados, como dunas o playas; en EE. UU. se usan como dunas o playas; en EE. UU. se usan mototraíllas y palas de cadena que permiten mototraíllas y palas de cadena que permiten trasladar el agregaso a grandes distancias.trasladar el agregaso a grandes distancias.

Explotación de agregados submarinos Explotación de agregados submarinos (1)(1)

• En 1989 se explotaron 20 Mt de agregados En 1989 se explotaron 20 Mt de agregados submarinos en Gran Bretaña, de los que 16 se submarinos en Gran Bretaña, de los que 16 se destinaron al consumo interno. Japón produjo 80 destinaron al consumo interno. Japón produjo 80 Mt en 1989.Mt en 1989.

• Actualmente el 16% de los agregados de Gran Actualmente el 16% de los agregados de Gran Bretaña son submarinos. En EE.UU. está Bretaña son submarinos. En EE.UU. está aumentando la producción subacuática por aumentando la producción subacuática por dragado.dragado.

• Se puede hacer dragado anclado y en marcha.Se puede hacer dragado anclado y en marcha.

Explotación de agregados submarinos Explotación de agregados submarinos (2)(2)

• El dragado anclado se lleva a cabo en pozos submarinos, El dragado anclado se lleva a cabo en pozos submarinos, por succión. El material se desliza hasta el fondo del pozo. por succión. El material se desliza hasta el fondo del pozo. Es ventajoso para depósitos profundos. Es poco preciso en Es ventajoso para depósitos profundos. Es poco preciso en la localización y tiene baja recuperación. Desde el punto de la localización y tiene baja recuperación. Desde el punto de vista medioambiental es perjudicial.vista medioambiental es perjudicial.

• En el dragado en marcha, el barco desplaza el cabezal de En el dragado en marcha, el barco desplaza el cabezal de dragado, y hace trincheras superficiales en el fondo. Las dragado, y hace trincheras superficiales en el fondo. Las bombas hidráulicas actuales permiten trabajar con 45 m de bombas hidráulicas actuales permiten trabajar con 45 m de lámina de agua y una descarga de 2000 t/hora. Es necesario lámina de agua y una descarga de 2000 t/hora. Es necesario eliminar diez partes de agua por cada parte de sólido, y eliminar diez partes de agua por cada parte de sólido, y separar en tierra los finosseparar en tierra los finos

Explotación de gravera en condiciones secas y con restauración simultánea

Explotación de materiales granulares utilizando Drage Line.

Aspectos medioambientales de la Aspectos medioambientales de la explotación de agregadosexplotación de agregados

• La preocupación medioambiental es un factor La preocupación medioambiental es un factor importante en el diseño de explotaciones y plantas importante en el diseño de explotaciones y plantas de tratamiento de agregados.de tratamiento de agregados.

• Los problemas principales en la cantera son el Los problemas principales en la cantera son el ruido, el polvo en suspensión (enfermedades ruido, el polvo en suspensión (enfermedades auditivas y respiratorias).auditivas y respiratorias).

• En relación con el exterior, los problemas son el En relación con el exterior, los problemas son el impacto visual, el ruido, el polvo y las vibraciones.impacto visual, el ruido, el polvo y las vibraciones.

El ruidoEl ruido

• La medida del ruido se hace en escala logarítmica (dB), La medida del ruido se hace en escala logarítmica (dB), expresando la duración y la distancia a la fuente, en expresando la duración y la distancia a la fuente, en frecuencia de 1 a 10 kHz (percepción humana). (dBA).frecuencia de 1 a 10 kHz (percepción humana). (dBA).

• Niveles: Susurro (30 dBA). Conversación normal (60). Niveles: Susurro (30 dBA). Conversación normal (60). Motor diesel a 1 m (90). Umbral de dolor (120).Motor diesel a 1 m (90). Umbral de dolor (120).

• En la U.E. se exige que el ruido no supere los 85 dBA En la U.E. se exige que el ruido no supere los 85 dBA durante 8 horas, ni los 130 dBA en ningún momento. Si la durante 8 horas, ni los 130 dBA en ningún momento. Si la explotación es mayor de 85 dBA hay que poner avisos y explotación es mayor de 85 dBA hay que poner avisos y protección auditiva.protección auditiva.

• Los fabricantes de equipos deben dar información sobre el Los fabricantes de equipos deben dar información sobre el ruido de los mismos. Cabinas antiruido.ruido de los mismos. Cabinas antiruido.

El PolvoEl Polvo

• Se deben suprimir en origen, en lo posible, con chorros de Se deben suprimir en origen, en lo posible, con chorros de agua o protegiendo el equipo con un diseño adecuado.agua o protegiendo el equipo con un diseño adecuado.

• El polvo respirable (partículas menores de 5 micras) deben El polvo respirable (partículas menores de 5 micras) deben reducirse a menos de 5 mg/mreducirse a menos de 5 mg/m33..

• Son particularmente peligrosos los polvos silíceos y Son particularmente peligrosos los polvos silíceos y asbestiformes.asbestiformes.

• Las fuentes de polvo son la perforación, el movimiento del Las fuentes de polvo son la perforación, el movimiento del tráfico y la descarga en tolvas o acopios.tráfico y la descarga en tolvas o acopios.

• Soluciones: captadores de polvo en las perforadoras, riego Soluciones: captadores de polvo en las perforadoras, riego en caminos y pulverizadores en puntos de descarga.en caminos y pulverizadores en puntos de descarga.

Las voladuras (Las voladuras (efecto de vibracionesefecto de vibraciones))

• Las voladuras producen ruido, polvo, y una sobrepresión Las voladuras producen ruido, polvo, y una sobrepresión que genera vibraciones molestas, conocidas como que genera vibraciones molestas, conocidas como “detonación”.“detonación”.

• Para evaluar el daño potencial de una detonación se estudia Para evaluar el daño potencial de una detonación se estudia se estudia la velocidad punta de partícula de la vibración se estudia la velocidad punta de partícula de la vibración (vpp), que es una función de frecuencia y amplitud de la (vpp), que es una función de frecuencia y amplitud de la vibración. Se buscan vpps de 10 mm/s o menos, a vibración. Se buscan vpps de 10 mm/s o menos, a distancias específicas.distancias específicas.

• Existe una relación estudiada entre la vpp, la distancia y el Existe una relación estudiada entre la vpp, la distancia y el peso de la carga de explosivos. La reducción de la vpp se peso de la carga de explosivos. La reducción de la vpp se consigue reduciendo el peso de la carga instantánea (uso consigue reduciendo el peso de la carga instantánea (uso de retardo y microretardo)de retardo y microretardo)

• La estructura geológica tiene gran importancia.La estructura geológica tiene gran importancia.

Las voladuras (efecto de la detonación)Las voladuras (efecto de la detonación)

• La detonación es energía sónica de una frecuencia que está La detonación es energía sónica de una frecuencia que está por debajo de la audible.por debajo de la audible.

• Es una onda de energía propagada por el aire, por lo que le Es una onda de energía propagada por el aire, por lo que le afecta la velocidad del viento, la temperatura, la humedad, afecta la velocidad del viento, la temperatura, la humedad, la presión, etc.la presión, etc.

• Para evitar la detonación, hay que procurar diseñar las Para evitar la detonación, hay que procurar diseñar las voladuras de modo que la explosión quede en la roca. Para voladuras de modo que la explosión quede en la roca. Para ello:ello:** La voladura debe iniciarse en o cerca del fondoLa voladura debe iniciarse en o cerca del fondo

** Eliminar o enterrar el cordón detonanteEliminar o enterrar el cordón detonante

** Retacar convenientemente el barreno.Retacar convenientemente el barreno.

** Asegurar una piedra mínima y comprobar la no Asegurar una piedra mínima y comprobar la no existencia existencia incontrolada de fisuras en el frente.incontrolada de fisuras en el frente.

Algunos criterios para disminuir las Algunos criterios para disminuir las molestias medioambientales (1)molestias medioambientales (1)

• Sustituir ruidos internos y esporádicos (p. e. Volquetes ) Sustituir ruidos internos y esporádicos (p. e. Volquetes ) por ruidos sordos y continuos (p. e. Cintas.)por ruidos sordos y continuos (p. e. Cintas.)

• Construir barreras sónicas perimetrales, que sirven de Construir barreras sónicas perimetrales, que sirven de acopio y actúan también de barreras visuales.acopio y actúan también de barreras visuales.

• Concentrar los ruidos inevitables en las horas del día.Concentrar los ruidos inevitables en las horas del día.

• Regar las zonas de carga y cubrir las cargas de los Regar las zonas de carga y cubrir las cargas de los volquetes.volquetes.

• Proteger contra el viento los acopios y cintas con finos.Proteger contra el viento los acopios y cintas con finos.

• Ubicar los vertidos y acopios en zonas protegidas.Ubicar los vertidos y acopios en zonas protegidas.

• Programar o retrazar las operaciones con mucho polvo.Programar o retrazar las operaciones con mucho polvo.

• Apantallar o esconder visualmente las explotaciones.Apantallar o esconder visualmente las explotaciones.

Algunos criterios para disminuir las Algunos criterios para disminuir las molestias medioambientales (2)molestias medioambientales (2)

• Orientar los frentes, reducir la altura de banco, seleccionar Orientar los frentes, reducir la altura de banco, seleccionar la dirección de explotación teniendo en cuenta el impacto la dirección de explotación teniendo en cuenta el impacto visual.visual.

• Prever la restauración del terreno.Prever la restauración del terreno.

** Contemplar el futuro agrícola o forestalContemplar el futuro agrícola o forestal

** Posible uso de graveras subfreáticas para deportes Posible uso de graveras subfreáticas para deportes acuáticos, actividades de ocio, etc.acuáticos, actividades de ocio, etc.

** Explotaciones inactivas profundas como Explotaciones inactivas profundas como almacenamientos de aguaalmacenamientos de agua

Operación de vertido a cinta a través de pozo vertical o Glory Hole

Terminología utilizada en una explotación a cielo abierto

Trituradora Molino de martillos

Sistemas mecánicos para la trituración de rocas

LUZLUZ

(mm)(mm)

RECHAZORECHAZO

(Kg)(Kg)

RECHAZORECHAZO

(%)(%)

RECHAZORECHAZO

ACUMULADO (%)ACUMULADO (%)

PASOPASO

(%)(%)

+80+80 00 00 00 100100

+63+63 2.282.28 3.83.8 3.83.8 96.296.2

+50+50 7.627.62 12.712.7 16.516.5 84.584.5

+40+40 14.0414.04 23.423.4 39.939.9 60.160.1

+31.5+31.5 11.7011.70 19.519.5 59.459.4 40.640.6

+25+25 8.048.04 13.413.4 72.872.8 27.227.2

+12.5+12.5 8.948.94 14.914.9 87.787.7 12.312.3

-12.5-12.5 7.387.38 12.312.3 100.0100.0 00

TOTALTOTAL 60.060.0 100.0100.0

Resultados de un análisis granulométrico

Curva granulométrica

La Ley de MinasLa Ley de Minas

• Todos los yacimientos de origen natural y demás Todos los yacimientos de origen natural y demás recursos geológicos existentes en el territorio recursos geológicos existentes en el territorio nacional, mar territorial y plataforma contienental nacional, mar territorial y plataforma contienental son bienes de dominio público del Estado, sin son bienes de dominio público del Estado, sin perjuicio de que pueda ceder temporalmente a perjuicio de que pueda ceder temporalmente a otros su aprovechamiento.otros su aprovechamiento.

• Hay obligación de investigar las minas y mantener Hay obligación de investigar las minas y mantener las explotaciones en actividad, so pena de las explotaciones en actividad, so pena de caducidad.caducidad.

• No afecta a la extracción ocasional o de escasa No afecta a la extracción ocasional o de escasa importancia de recursos en suelo propioimportancia de recursos en suelo propio

Agregados para FiltradoAgregados para Filtrado

• Suponen un volumen total pequeño, pero tienen una Suponen un volumen total pequeño, pero tienen una importancia grande en la industria.importancia grande en la industria.

• Las tres aplicaciones principales son:Las tres aplicaciones principales son:** Filtrado de agua para el consumo.Filtrado de agua para el consumo.** Tratamiento de aguas residuales.Tratamiento de aguas residuales.** Filtros de drenaje en obras de ingeniería Filtros de drenaje en obras de ingeniería civil.civil.

• Cada aplicación tiene sus especificaciones Cada aplicación tiene sus especificaciones concretasconcretas

• Normalmente arenas, gravas, rocas trituradas y Normalmente arenas, gravas, rocas trituradas y agregados artificiales (escorias de alto horno)agregados artificiales (escorias de alto horno)

Propiedades generales de los Propiedades generales de los agregados para filtradoagregados para filtrado

• Las propiedades claves son: granulometría, tamaño Las propiedades claves son: granulometría, tamaño de partícula, resistencia y durabilidad.de partícula, resistencia y durabilidad.

• Estas propiedades influyen en la facilidad de Estas propiedades influyen en la facilidad de construcción, permeabilidad, estabilidad y construcción, permeabilidad, estabilidad y longevidad.longevidad.

• Las propiedades de las capas filtrantes son: Las propiedades de las capas filtrantes son: estabilidad estructural (sobre todo si no está estabilidad estructural (sobre todo si no está confinada), durabilidad, alta permeabilidad, no confinada), durabilidad, alta permeabilidad, no movilidad de los finos, resistencia a las heladas, a movilidad de los finos, resistencia a las heladas, a la agresión salina, al ataque químico y a las la agresión salina, al ataque químico y a las disoluciones internas.disoluciones internas.

Agregados ligerosAgregados ligeros

• Clasificación RILEM:Clasificación RILEM:** Materiales naturales no tratadosMateriales naturales no tratados ( (calizas organógenas, calizas organógenas, travertinos, lapilli, escorias, tobas volcánicas, polvo travertinos, lapilli, escorias, tobas volcánicas, polvo de sílice, de sílice, diatomitasdiatomitas).).** Materiales naturales preparadosMateriales naturales preparados ( (arcilla expandida, arcilla expandida, vermiculitas, diatomita expandida, arcilla aglomerada vermiculitas, diatomita expandida, arcilla aglomerada o o sinterizada, pizarras y esquistos expandidos, crudos sinterizada, pizarras y esquistos expandidos, crudos cerámicos, cerámicos, etcetc.).)** Residuos industriales no tratados (Residuos industriales no tratados (escoria de horno alto escoria de horno alto molida molida o enfriada al aire, cenizas volantes, hormigón celular o enfriada al aire, cenizas volantes, hormigón celular machacado, etcmachacado, etc.)..).** Residuos industriales preparados (Residuos industriales preparados (escorias o cenizas escorias o cenizas volantes volantes expandidas, escoria de hierro aglomerada, vidrio expandidas, escoria de hierro aglomerada, vidrio expandido, expandido, etcetc.)..).** Materiales orgánicosMateriales orgánicos ( (plásticos, cáscaras de cereales, plásticos, cáscaras de cereales, partículas partículas y fibras de madera, etcy fibras de madera, etc.)..).

Materias primas para fabricación de Materias primas para fabricación de agregados ligerosagregados ligeros

• Perlita. Agregados ultraligeros (Perlita. Agregados ultraligeros (30 a 180 Kg/m30 a 180 Kg/m33 de de densidad aparente, obtenido por calentamiento de densidad aparente, obtenido por calentamiento de vidrios volcánicos riolíticos a 900 – 1100º Cvidrios volcánicos riolíticos a 900 – 1100º C).).

• Contiene cierta cantidad de agua (7 – 9%) y Contiene cierta cantidad de agua (7 – 9%) y presenta aspecto petrográfico vítreo con fracturas presenta aspecto petrográfico vítreo con fracturas que limitan pequeñas esferas.que limitan pequeñas esferas.

• La composición del producto calcinado está ligada La composición del producto calcinado está ligada a la temperatura de expansión.a la temperatura de expansión.

ÁRIDOS REACTIVOSÁRIDOS REACTIVOS

• REACCIÓN ÁRIDO- ALCALIREACCIÓN ÁRIDO- ALCALI

** Álcali-SíliceÁlcali-Sílice

** Álcali-SilicatoÁlcali-Silicato

** Álcali-CarbonatoÁlcali-Carbonato• OXIDACIÓN ÁRIDOS SULFUROSOSOXIDACIÓN ÁRIDOS SULFUROSOS

• OTRAS REACCIONES (ceolitas, óxido de Mg, OTRAS REACCIONES (ceolitas, óxido de Mg, wollastonita, etc.).wollastonita, etc.).

OXIDACIÓN DE ÁRIDOS OXIDACIÓN DE ÁRIDOS SULFUROSOSSULFUROSOS

• Los sulfuros (pirita, marcasita, pirrotina, etc.) se oxidan a Los sulfuros (pirita, marcasita, pirrotina, etc.) se oxidan a sulfatos en contacto con el aire atmosférico.sulfatos en contacto con el aire atmosférico.

• En contacto con la portlandita puede transformarse a En contacto con la portlandita puede transformarse a sulfato cálcico.sulfato cálcico.

• Los sulfatos reaccionan con el aluminato tricálcico del Los sulfatos reaccionan con el aluminato tricálcico del cemento portland dando lugar a la formación de estringita cemento portland dando lugar a la formación de estringita expansiva (3CaO. Alexpansiva (3CaO. Al22OO22. 3CaSO. 3CaSO44. 31H. 31H22OO

• RIESGOS:RIESGOS:** Zonas aireadas, humedades y de alta tZonas aireadas, humedades y de alta taa..** Cementos ricos en aluminato tricálcico.Cementos ricos en aluminato tricálcico.** Menor riesgo que en el caso de un ataque por yesos Menor riesgo que en el caso de un ataque por yesos (estado sólido no significativo)(estado sólido no significativo)

Reacción Álcali-Sílice (RAS)Reacción Álcali-Sílice (RAS)

• Reacción de los álcalis con áridos con formas de Reacción de los álcalis con áridos con formas de sílice pobremente cristalinas: ópalo, calcedonia, sílice pobremente cristalinas: ópalo, calcedonia, tridimita, cristobalita y vidrio volcánico.tridimita, cristobalita y vidrio volcánico.

• Los áridos son peligrosos cuando éstos minerales Los áridos son peligrosos cuando éstos minerales se presentan en cantidades entre 1 y 5 %.se presentan en cantidades entre 1 y 5 %.

• La expansión del hormigón es relativamente La expansión del hormigón es relativamente rápida; el agrietamiento de las estructuras se rápida; el agrietamiento de las estructuras se observa dentro de los 10 años posteriores a su observa dentro de los 10 años posteriores a su construcción.construcción.

Reacción Álcali-Carbonato (RAC)Reacción Álcali-Carbonato (RAC)

• Los porcentajes minerales peligrosos son difíciles Los porcentajes minerales peligrosos son difíciles de establecer ya que parámetros texturales parecen de establecer ya que parámetros texturales parecen incidir significativamente.incidir significativamente.

(Contenido en arcilla o residuo insoluble 5 a 25%)(Contenido en arcilla o residuo insoluble 5 a 25%)

(Relación calcita/dolomita)(Relación calcita/dolomita)• La expansión del hormigón es temprana, el La expansión del hormigón es temprana, el

agrietamiento de las estructuras puede mostrarse agrietamiento de las estructuras puede mostrarse dentro de los 5 años posteriores a su construcción.dentro de los 5 años posteriores a su construcción.

Ensayos de laboratorio para prevenir la Ensayos de laboratorio para prevenir la reacción Árido-Álcalireacción Árido-Álcali

• Ensayos petrográficos (sentido amplio)Ensayos petrográficos (sentido amplio)

• Ensayos Químicos (Método cinético)Ensayos Químicos (Método cinético)

• Ensayos de HormigónEnsayos de Hormigón

• Ensayos UltraaceleradosEnsayos Ultraacelerados

Medidas preventivas contra la Medidas preventivas contra la reactividad Árido-Álcalireactividad Árido-Álcali

• Uso de árido no reactivosUso de árido no reactivos• Uso de cemento de bajo contenido en álcalis Uso de cemento de bajo contenido en álcalis

(aprox. 0.6% Na(aprox. 0.6% Na22O eq.)O eq.)• Limitar el contenido en álcalis de la mezcla Limitar el contenido en álcalis de la mezcla

de hormigónde hormigón• Uso de materiales cementicios Uso de materiales cementicios

suplementarios (humo de sílice, cenizas suplementarios (humo de sílice, cenizas volantes, etc.)volantes, etc.)

• Diseño de estructuras óptimo que facilite el Diseño de estructuras óptimo que facilite el aislamiento o drenaje apropiado del agua.aislamiento o drenaje apropiado del agua.

EXPANSIÓNEXPANSIÓN

• Las expansiones pueden llegar a originar Las expansiones pueden llegar a originar desplazamientos de diferentes porciones de una desplazamientos de diferentes porciones de una estructuraestructura

• Como el deterioro del hormigón debido a RAA es Como el deterioro del hormigón debido a RAA es lento, el riesgo de catástrofe es bajo.lento, el riesgo de catástrofe es bajo.

• La RAA puede exacerbar otros mecanismos de La RAA puede exacerbar otros mecanismos de deterioro (hielo-calor, deshielo, ataque por deterioro (hielo-calor, deshielo, ataque por sulfatos) y a la inversa.sulfatos) y a la inversa.

• Algunos de los mayores problemas de RAA Algunos de los mayores problemas de RAA detectados corresponden a presas de centrales detectados corresponden a presas de centrales hidroeléctricashidroeléctricas

AGRIETAMIENTOAGRIETAMIENTO

• Las estructuras afectadas por RAA se caracterizan por Las estructuras afectadas por RAA se caracterizan por presentar un característico patrón de grietas rodeando al árido. presentar un característico patrón de grietas rodeando al árido. ((visión óptima durante el secado del hormigón mojadovisión óptima durante el secado del hormigón mojado))

• Procesos que dan lugar al agrietamiento:Procesos que dan lugar al agrietamiento:

1.1. Formación del gel sobre la partícula del árido reactivoFormación del gel sobre la partícula del árido reactivo

2.2. Absorción de agua por el gel.Absorción de agua por el gel.

3.3. Aumento del volumen del gel que ejerce una presión Aumento del volumen del gel que ejerce una presión >10MPa en todas direcciones.>10MPa en todas direcciones.

- - ESQUEMAESQUEMA

FASES DE AGRIETAMIENTOFASES DE AGRIETAMIENTO

• FASE 1. La parte superficial pierde humedad: FASE 1. La parte superficial pierde humedad: suave suave retracción por secadoretracción por secado

• FASE 2. RAA + formación de gel (la formación del gel FASE 2. RAA + formación de gel (la formación del gel puede originar reducción inicial del volumen) + absorción puede originar reducción inicial del volumen) + absorción de humedad + hinchamiento + presión = de humedad + hinchamiento + presión = separación de las separación de las grietas superficiales y posible exudación del gel.grietas superficiales y posible exudación del gel.

• FASE 3. FASE 3. RAA ContinúaRAA Continúa hasta: hasta:

** La sílice se termineLa sílice se termine

** El pH se reduzcaEl pH se reduzca

** Haya suficiente secado superficialHaya suficiente secado superficial

Métodos de ensayo para la evalucaión Métodos de ensayo para la evalucaión de la RAAde la RAA

• Estudios de LaboratorioEstudios de Laboratorio** Examen Petrográfico (ASTM C 295)Examen Petrográfico (ASTM C 295)

** Ensayo QuímicoEnsayo Químico

(ASTM C289 –No recomendado-)(ASTM C289 –No recomendado-)

(P 18 589 “Ensayo Cinético”)(P 18 589 “Ensayo Cinético”)

-No recomendado para reacciones de cinética lenta--No recomendado para reacciones de cinética lenta-

** Ensayo Acelerado de barras de morteroEnsayo Acelerado de barras de mortero

(CSA A23.2-2-25A) (ASTM 1260)(CSA A23.2-2-25A) (ASTM 1260)

** Ensayo de prismas de HormigónEnsayo de prismas de Hormigón

(CSA A23.2-14A) (ASTM C 1293)(CSA A23.2-14A) (ASTM C 1293)

Examen petrográfico del Examen petrográfico del hormigónhormigón

CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICASCARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS• Tipos de rocas y minerales presentes como árido: Tipos de rocas y minerales presentes como árido:

proporciones, grado de alteración, interacción con la pasta, proporciones, grado de alteración, interacción con la pasta, etc.etc.

• Naturaleza tamaño y estado de los granos de clinker Naturaleza tamaño y estado de los granos de clinker remanentes, geles de hidratación, hidróxido cálcico o remanentes, geles de hidratación, hidróxido cálcico o carbonatación.carbonatación.

• Presencia y naturaleza de cualquier poro o grieta rellena.Presencia y naturaleza de cualquier poro o grieta rellena.

• Cualquier evidencia de orientación, segregación o corrosión.Cualquier evidencia de orientación, segregación o corrosión.

• Evidencia de ataque de sulfatos, heladas, ataque químico, Evidencia de ataque de sulfatos, heladas, ataque químico, reacción árido-álcali, etc.reacción árido-álcali, etc.

El ciclo de la piedra naturalEl ciclo de la piedra natural

• ExploraciónExploración• InvestigaciónInvestigación• CaracterizaciónCaracterización• ExplotaciónExplotación• TratamientoTratamiento• Recuperación de Recuperación de

residuosresiduos• ComercializaciónComercialización

• Utilización en obrasUtilización en obras• Control de calidadControl de calidad• ProtecciónProtección• MedioambientalMedioambiental• FinanciaciónFinanciación• LegislaciónLegislación• SeguridadSeguridad

ASPECTOS MINEROS DE LA ASPECTOS MINEROS DE LA PIEDRA NATURALPIEDRA NATURAL

• Investigación del YacimientoInvestigación del Yacimiento• Inicio de la ExplotaciónInicio de la Explotación• Extracción de bloques o rachones. Técnicas Extracción de bloques o rachones. Técnicas

tradicionales. Nuevas técncias.tradicionales. Nuevas técncias.• Disminución del bloque. Obtención de tablas y Disminución del bloque. Obtención de tablas y

productos dimensionados.productos dimensionados.• Acabado de los productos: Pulido, abujardado , Acabado de los productos: Pulido, abujardado ,

flameado, dejado de sierra, etc.flameado, dejado de sierra, etc.

Explotación de canteras utilizando hilo metálico

Yacimiento de roca para explotación de piedra natural en bloques

Primer corte del bloque en yacimiento. Brasil. 2000

Segundo corte de bloque en cantera. Brasil. 2000

Bloques de roca listos para comercializar. Brasil. 2000

Construcción romana con piedra natural. España, 1998

Uso de la piedra natural a través del tiempo. Japón, 1990

Aspectos Normativos de la piedra Aspectos Normativos de la piedra naturalnatural

• Caracterización, normalización, Caracterización, normalización, certificación y homologación.certificación y homologación.

• La normalización de la piedra. Comités y La normalización de la piedra. Comités y grupos de trabajogrupos de trabajo

• Normas de ensayo y especificacionesNormas de ensayo y especificaciones

• Ensayos importantes y poco importantes, Ensayos importantes y poco importantes, según la utilización prevista.según la utilización prevista.

Losas para suelos y escaleras (1)Losas para suelos y escaleras (1)

• Losas para suelos: Es pesor > 12 mmLosas para suelos: Es pesor > 12 mm

• Losas para escaleras: Espesor Losas para escaleras: Espesor 20 mm (excepto 20 mm (excepto caontrahuellas.caontrahuellas.

Espesor NominalEspesor Nominal

(mm)(mm)

ToleranciaTolerancia

1515

>15 y >15 y 30 30

>30 y >30 y 80 80

8080

1.5 mm1.5 mm10 %10 %3 mm3 mm5 mm5 mm

Losas para suelos y escaleras (2)Losas para suelos y escaleras (2)

• El espesor se determinará por un análisis estructural u El espesor se determinará por un análisis estructural u otros procedimientos que consideren las propiedades otros procedimientos que consideren las propiedades mecánicas de la piedra.mecánicas de la piedra.** Planeidad: La flecha, no excederá el 3% de la Planeidad: La flecha, no excederá el 3% de la longitud y no superior a 3 mm.longitud y no superior a 3 mm.** Longitud y anchura: Para determinar Longitud y anchura: Para determinar dimensiones dimensiones 600 mm la tolerancia será de 600 mm la tolerancia será de 1 1 mm. Para mm. Para dimensiones mayores dimensiones mayores 2 mm. 2 mm. ** Ángulos: Para losas Ángulos: Para losas 600 mm la tolerancia punto, 600 mm la tolerancia punto, será será de un mm y para losas mayores 2 mm.de un mm y para losas mayores 2 mm.** Ensayos: Flexión, Heladicidad, Absorción Abrasión Ensayos: Flexión, Heladicidad, Absorción Abrasión y y RugosidadRugosidad

Requisitos para pavimentos exteriores Requisitos para pavimentos exteriores (Pr EN-1341)(Pr EN-1341)

• Resistencia a las heladas:Resistencia a las heladas: El fabricante declarará el Nº de El fabricante declarará el Nº de ciclos de hielo-deshielo, que resiste la probeta antes del ciclos de hielo-deshielo, que resiste la probeta antes del fallo. El prescriptor establecerá en un pliego de fallo. El prescriptor establecerá en un pliego de condiciones, el número de ciclos exigidos según, las condiciones, el número de ciclos exigidos según, las condiciones climatológicas del emplazamiento.condiciones climatológicas del emplazamiento.

• Resistencia a la Abrasión:Resistencia a la Abrasión: Se utiliza el procedimiento Se utiliza el procedimiento Capon (método del disco) que consiste en medir la anchura Capon (método del disco) que consiste en medir la anchura de la huella que produce un disco de anchura 70mm, al de la huella que produce un disco de anchura 70mm, al rozar contra el material en presencia de un abrasivo rozar contra el material en presencia de un abrasivo (corindón).(corindón).

......................

Requisitos para pavimentos exteriores Requisitos para pavimentos exteriores (Pr EN-1341)(Pr EN-1341)

......• Resistencia del deslizamiento:Resistencia del deslizamiento: Se mide el parámetro Se mide el parámetro

USRV, que representa la energía por rozamiento absorbida USRV, que representa la energía por rozamiento absorbida por el pavimento al pasar un péndulo de fricción por el por el pavimento al pasar un péndulo de fricción por el mismo. El fabricante declarará el valor USRV obtenido en mismo. El fabricante declarará el valor USRV obtenido en el laboratorio.el laboratorio.A título informativo, la norma indica que valores de USRV A título informativo, la norma indica que valores de USRV superiores a 35, pueden considerarse generalmente como superiores a 35, pueden considerarse generalmente como segurosseguros

• Absorción de agua:Absorción de agua: Cuando se solicite, el fabricante Cuando se solicite, el fabricante declarará el valor de la absorción de agua.declarará el valor de la absorción de agua.

• Descripción petrográfica:Descripción petrográfica: El fabricante incluirá una El fabricante incluirá una descripción de la petrografía del material, asi como el descripción de la petrografía del material, asi como el nombre petrográficonombre petrográfico

Determinación del espesor de las Determinación del espesor de las placas para pavimentos exterioresplacas para pavimentos exteriores

(Pr EN-1341) (Pr EN-1341)

• Se utiliza la expresiónSe utiliza la expresión

Donde:Donde:

......

WR

p Le

.

. . 2400

L: Longitud de la placa en mm

W: Anchura de la placa en mm

R: Módulo de rotura en Mpa

e: Espesor en mm

P: Carga de rotura (KN) requerida según tabla de usos.

Determinación del espesor en las placas para pavimentos exteriores Pr EN-1341

...USOSUSOS P (KN)P (KN)

•DecoraciónDecoración

•Baldosas sobre mortero. Áreas peatonalesBaldosas sobre mortero. Áreas peatonales

•Áreas peatonales y para bicicletas. Jardines y BalconesÁreas peatonales y para bicicletas. Jardines y Balcones

•Accesos ocasionales de coches, vehículos ligeros y Accesos ocasionales de coches, vehículos ligeros y motocicletas. Entradas de garajes.motocicletas. Entradas de garajes.

•Aceras, áreas comerciales, con paso ocasional de vehículos de Aceras, áreas comerciales, con paso ocasional de vehículos de emergencia o transporte.emergencia o transporte.

•Áreas peatonales, utilizadas frecuentemente por vehículos Áreas peatonales, utilizadas frecuentemente por vehículos pesadospesados

•Carreteras y calles, gasolinerasCarreteras y calles, gasolineras

No requiereNo requiere

0.750.75

3.53.5

6.06.0

9.09.0

14.014.0

25.025.0

El fabricante indicará el valor del Módulo de rotura, obtenido mediante ensayos de laboratorio.

Ensayos de durabilidad recomendadosEnsayos de durabilidad recomendados

• Ensayos de choque térmico:Ensayos de choque térmico:** Determinación de oxidaciones y/o cambios de calorDeterminación de oxidaciones y/o cambios de calor** Determinación de la descohesión granular (mármoles)Determinación de la descohesión granular (mármoles)

• Ensayos de atmósfera de SoEnsayos de atmósfera de So2:2: Reproduce la lluvia ácida. Reproduce la lluvia ácida.

** Se determinan las alteraciones producidas en la piedra Se determinan las alteraciones producidas en la piedra de diferentes atmósferas de humedad y concentración de diferentes atmósferas de humedad y concentración en SOen SO22..

• Ensayos de Cristalización de sales: Ensayos de Cristalización de sales: Reproduce de forma Reproduce de forma acelerada, la alteración de la piedra por heladicidad.acelerada, la alteración de la piedra por heladicidad.

• Absorción de agua por absorción capilar: Absorción de agua por absorción capilar: Ensayo Ensayo recomendado en Mamposteríarecomendado en Mampostería

• Inmersión en ácido sulfúrico diluido: Inmersión en ácido sulfúrico diluido: Únicamente en Únicamente en areniscas.areniscas.

Formación del precio final de venta de Formación del precio final de venta de Granito en el extranjeroGranito en el extranjero

• Precio EXW (base 100) Precio EXW (base 100) 100 100

• Transporte hasta puertoTransporte hasta puerto 7 7

Precio FOBPrecio FOB 107 107

• FleteFlete 42 42

• SeguroSeguro 3 3

Precio CIFPrecio CIF 152 152

• Arancel AduaneroArancel Aduanero 9.12 9.12

• Transporte InteriorTransporte Interior 7 7

Costo para el ImportadorCosto para el Importador 168.12 168.12

• Gastos de Almacenamiento (10% s/costo)Gastos de Almacenamiento (10% s/costo) 16.81 16.81

• Margen para el minorista (40 %)Margen para el minorista (40 %) 42.03 42.03

Precio de venta del importadorPrecio de venta del importador 226.96 226.96

• Margen para el Minorista (40%)Margen para el Minorista (40%) 90.78 90.78

Precio venta al público, antes impuestos =Precio venta al público, antes impuestos = 317.74317.74