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“Caracterización Geotécnica de Áridos de la Provincia de Buenos Aires
Como Material de Uso Vial y Digitalización de los Resultados”
Luciana Martina García Eiler(1)
Dra. María José Correa(2)
LEMaC
Centro de Investigación Vial
Área: Materiales Viales
(1) Becario-Tesista
(2) Director de Becario-Tesista
Tesis de Becarios-Tesistas de Investigación del Año 2010 ISBN: 978-950-42-0133-5
1. Resumen
Los objetivos de este trabajo fueron la caracterización geológica y su relación
con las propiedades geotécnicas de los agregados provenientes de las
canteras Equimac, Marengo, Cerro del Águila, Puma y Villa Mónica para luego
digitalizar los resultados y volcarlos en un Sistema de Información Geográfica
de la Provincia de Buenos Aires a través del programa Arc GIS. Se trabajó
primeramente realizando el trabajo de campo correspondiente a las visitas, la
toma de muestras y de datos de dichas canteras. Luego se realizaron los
ensayos de laboratorio, los cuales constaron de cortes petrográficos
observados a través del microscopio, índice de lajas, índice de agujas,
cubicidad, desgaste los ángeles, PUV suelto, PUV compactado, polvo adherido,
peso específico y granulometría, todos ellos según normas IRAM. Los
resultados de estos ensayos se volcaron en una planilla Excel para permitir su
incorporación a la base de datos SIG.
La composición mineralógica de los agregados de las canteras estudiadas
hasta el momento es principalmente cuarzo y feldespato potásico, siendo el
agregado de la cantera Equimac un granito y el de las demás canteras un
gneiss (roca metamórfica con alto grado de metamorfismo).
Si bien composicionalmente son similares presentan orígenes diferentes, esto
hace que los resultados de los ensayos geotécnicos obtenidos reflejen valores
muy similares exceptuando el análisis de desgaste. En este caso se observan
menores valores en los gneisses, lo cual se interpreta a que en su proceso de
formación los minerales componentes estuvieron sometidos a altas presiones y
temperaturas que le otorgaron una mayor resistencia estructural.
Por otra parte se encontró que la diferencia existente en los parámetros de
forma de las partículas, se encuentra más relacionada a la tecnología de
trituración empleada en las canteras que a diferencias en cuanto a composición
e historia geológica.
2. Introducción
La presente se desarrolló dentro del marco del Proyecto de Investigación y
Desarrollo denominado “Geología, geotecnia y estimación del recurso `áridos`
de la Provincia de Buenos Aires” dirigido por la Dra. Marchioni Daniela Speme
y codirigido por la Dra. Correa María José que está destinado a investigar,
analizar y evaluar las características geológicas y geotécnicas de las rocas
provenientes de las canteras de la Provincia de Buenos Aires, que se utilizan
como agregados pétreos en obras viales y que además propone realizar una
estimación volumétrica de la disponibilidad de este recurso y su potencial
aprovechamiento considerando las especificaciones medio ambientales
vigentes para cada caso.
En este trabajo se obtuvieron los primeros resultados y conclusiones de las
primeras canteras estudiadas en este PID a partir de la realización de los
ensayos de laboratorio correspondientes para la caracterización de los
agregados.
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Se trabajó con las canteras de las Sierras Septentrionales de la zona de
Olavarría y Tandil, las cuales en la actualidad representan el 90 % de la
producción de áridos de la Provincia de Buenos Aires.
3. Objetivos
Caracterización desde el punto de vista geotécnico de los agregados de las
canteras Equimac y Marengo ubicadas en el Partido de Tandil y de las canteras
Puma, Villa Mónica y Cerro del Águila ubicadas en el Partido de Olavarría para
luego volcar los resultados en formatos digitales adecuados y poder
introducirlos en un Sistema de Información Geográfica utilizando el programa
Arc GIS.
Poder relacionar los resultados geotécnicos con las propiedades geológicas de
los agregados.
4. Antecedentes
Los ensayos de laboratorio realizados a los agregados son los exigidos en los
pliegos de Vialidad, si bien estos se realizan siempre a la hora de estudiar un
agregado hasta el momento no se conocen estudios que relacionen estas
propiedades con las propiedades geológicas de las rocas.
Tampoco existe una unificación de los resultados en un Sistema de Información
Geográfico.
5. Marco Teórico
Las capas de un firme están constituidas por diferentes materiales, con una
elevada proporción de los elementos de naturaleza pétrea que se denominan
áridos. Sus porcentajes son en general superiores al 90% en peso y al 80% en
volumen.
Los agregados aportan fundamentalmente la componente de resistencia, por
eso es habitual hacer referencia a su esqueleto mineral.
Los grandes volúmenes necesarios de áridos, así como su importancia técnica
y económica hacen imprescindibles los estudios de los materiales en el
laboratorio.
5. 1 Clasificación de Rocas
Las rocas son clasificadas de acuerdo con su origen en tres grupos: ígneas,
sedimentarias, y metamórficas. Esto se subdivide de acuerdo a la composición
mineralógica y química, textura, tamaño de grano y estructura cristalina.
Las rocas son asociaciones naturales de minerales. Pueden provenir de la
cristalización por enfriamiento de un magma, como en el caso de las rocas
ígneas, o ser el resultado de la acumulación y consolidación de los productos
originados en la destrucción de rocas preexistentes (sedimentos), que da
origen a las rocas sedimentarias. Cuando las rocas preexistentes son
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modificadas por cambios de temperatura y presión, se originan las rocas
metamórficas.
El ciclo de las rocas pone en evidencia las relaciones que guardan entre sí los
distintos tipos de rocas como se puede observar en la Figura 1.
Figura 1: Ciclo de las Rocas
Rocas ígneas: Las rocas ígneas se forman por enfriamiento del magma. Los
magmas son material completa o parcialmente fundido que al enfriarse se
solidifica.
El fundido está formado principalmente por iones de Si y de O y menores
cantidades de Al, K, Na, Mg, Fe y Ca entre otros.
La solidificación del magma se produce en un rango de temperatura de
aproximadamente 200ºC por lo que es un proceso sumamente complejo.
Durante la cristalización la composición del fundido cambia continuamente a
medida que los iones entran a formar parte de los minerales. Si el fundido se
separa de los primeros minerales que se forman, su composición será distinta a
la del magma original. Por lo tanto un solo magma puede originar rocas de
composiciones muy diferentes.
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El ambiente y las condiciones de cristalización de una roca pueden deducirse
por el tamaño y la forma de sus cristales, es decir la textura.
Las rocas ígneas se clasifican de acuerdo a su textura en:
• Afanítica; de grano muy fino en la que prácticamente no se distinguen
los diferentes minerales. Típica de rocas volcánicas.
• Porfidica; de grano grueso, se produce por solidificación lenta por debajo
de la superficie.
• Vítrea; formada por enfriamiento rápido sobre la superficie, típica del
vidrio volcánico.
• Piroclástica; formada por la consolidación de fragmentos de roca
emitidos durante una erupción volcánica, junto con cenizas y fragmentos
del cono volcánico y trizas vítreas.
• Pegmatítica; se forman bajo condiciones especiales y presentan
tamaños de cristales o granos de grandes dimensiones. Se forman en
las últimas etapas de la evolución de un magma cuando el agua y los
volátiles están en un porcentaje sumamente elevado. Esto posibilita la
migración de iones y la formación de cristales de grandes dimensiones
(más de un metro).
La composición mineral de una roca ígnea está dada por la composición
química del magma a partir de cual cristaliza.
El magma está compuesto por ocho elementos fundamentales (Si, O, Al, Mg,
Fe, Ca, Na y K) que constituyen aproximadamente el 98 % en peso del mismo.
Además existen pequeñas cantidades de elementos minoritarios tales como
(Ti, Mn) y trazas (Au, Ag, U).
A medida que el magma se enfría se solidifica y comienza a formar los silicatos
oscuros o máficos ricos en Fe y Mg y pobres en sílice (olivinas y anfíboles). Los
silicatos más ricos en sílice son de color claro y se denominan félsicos, son
ricos además en Na, Ca y K y se forman con posterioridad (feldespatos,
muscovita y cuarzo). Las rocas que tienen estos minerales como dominantes
son de composición granítica, presentan aproximadamente un 70% de sílice y
son el constituyente principal de la corteza continental.
Las rocas que tienen cantidades sustanciales de silicatos oscuros y
plagioclasas ricas en Ca, se dice que tienen una composición basáltica. Son
oscuras y densas y constituyen los fondos oceánicos y muchas islas
volcánicas.
Las composiciones intermedias o andesíticas tienen por lo menos un 25% de
piroxenos, anfíboles y biotita (silicatos oscuros) y plagioclasas de
composiciones intermedias.
El contenido de sílice es indicador de la composición de una roca, en general
un contenido por debajo del 45% se considera ultramáfica y por encima del
70% félsica.
Además las rocas con contenidos relativamente bajos en sílice contienen
grandes cantidades de Fe, Mg, Y Ca. Por otro lado las rocas ricas en sílice
tienen altas proporciones de K y Na, por lo tanto la composición de una roca
puede deducirse a partir de su contenido en sílice.
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Además la cantidad de sílice condiciona el comportamiento del magma, un
magma granítico es más viscoso, mientras uno basáltico es más fluid y
cristaliza a mayores temperaturas (aproximadamente 1000°C).
Dado que las rocas se clasifican por su composición y textura, dos rocas de la
misma composición y diferente textura tendrán nombres diferentes. Ej: Granito
y Riolita.
Rocas sedimentarias: El proceso de formación de las rocas sedimentarias se
inicia con la meteorización de las rocas existentes. Luego, agentes erosivos
como las aguas de escorrentía, el viento, las olas y el hielo extraen los
productos de meteorización y los transportan hasta depositarlos en “cuencas”.
Allí los sedimentos se litifican para convertirse en rocas sedimentarias
mediante los procesos de compactación y cementación.
A medida que los sedimentos son enterrados van siendo sometidos a
temperaturas y presiones cada vez mayores. La diagénesis se produce en el
interior de los primeros kilómetros de la corteza terrestre a temperaturas
inferiores a 150-200ºC. Durante este proceso se producen una serie de
cambios físicos, químicos y bilógicos como por ejemplo la recristalización que
es el desarrollo de minerales más estables a partir de otros menos estables.
La diagénesis incluye la litificación, término que se refiere a los procesos
mediante los cuales los sedimentos no consolidados se transforman en rocas
sedimentarias. Los procesos básicos de litificación son cementación y
compactación. El cambio físico más habitual es la compactación: a medida que
se acumula sedimento, el peso del material suprayacente comprime los
sedimentos más profundos. Esto provoca una reducción del espacio poroso y
se expulsa agua.
La cementación es el proceso más importante mediante el cual un sedimento
se convierte en roca, es un cambio químico que implica la precipitación de
minerales entre granos de sedimentos. Los materiales cementantes son
transportados en solución por el agua que percola los sedimentos y va
precipitando sobre los granos, llenando los espacios vacíos y uniendo los
clastos. Al igual que la compactación, también reduce la porosidad. La calcita,
la sílice y el óxido de hierro son los cementos más comunes.
Los sedimentos pueden tener dos orígenes principales: en primer lugar el
sedimento puede ser una acumulación de material que se origina y es
transportado en forma de clastos sólidos derivados de la meteorización
mecánica y química. Estos depósitos se denominan detríticos y las rocas
sedimentarias derivadas se conocen como Detríticas.
La segunda fuente de sedimentos es el material soluble producido por la
meteorización química. Cuando estas sustancias son precipitadas nuevamente
por procesos orgánicos o inorgánicos se forman rocas sedimentarias Químicas.
Los constituyentes fundamentales de las rocas detríticas son los minerales de
las arcillas y el cuarzo.
El tamaño de los clastos o granos es de gran importancia para clasificar este
tipo de rocas. El tipo de roca formado desde menor a mayor tamaño puede
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ordenarse de la siguiente manera: Lutita (tamaño arcilla y limo); Arenisca
(tamaño arena) y Brecha o Conglomerado (tamaño grava).
Las rocas sedimentarias químicas se forman a partir del material que es
transportado en solución y su precipitación se produce de dos maneras: por
procesos inorgánicos como la evaporación o por procesos orgánicos por acción
de organismos.
Rocas metamórficas: A diferencia de algunos procesos ígneos y
sedimentarios que tienen lugar en ambientes superficiales o próximos a la
superficie, el metamorfismo casi siempre ocurre en zonas profundas del interior
de la tierra.
Metamorfismo: es la transformación de un tipo de roca en otro. Las rocas
metamórficas se forman a partir de las rocas ígneas, sedimentarias e incluso
metamórficas. Por lo tanto todas las rocas metamórficas tienen una “roca
madre” o protolito a partir de la cual se forman.
Se trata de cambios producidos por Temperatura y Presión y la introducción de
fluidos químicamente activos. En respuesta a esas nuevas condiciones las
rocas cambian gradualmente hasta alcanzar un estado de equilibrio con el
nuevo ambiente.
El metamorfismo suele incrementarse desde cambios ligeros (bajo grado) a
cambios muy notables (alto grado). Cuando la transformación es muy grande,
prácticamente no puede identificarse la roca madre. En el caso más extremo
las temperaturas pueden aproximarse al punto de fusión de la roca y algunos
componentes pueden “semi – fundirse”.
El metamorfismo puede ocurrir en uno de estos tres ambientes o tipos:
a. Cuando una masa magmática intruye en una roca encajante tiene lugar
un metamorfismo de contacto o térmico. El cambio es impulsado por un
aumente de la temperatura en la roca “hospedante” que rodea a la
intrusión ígnea.
b. Metamorfismo dinámico: el factor que influye en este caso es la Presión
provocada por el movimiento entre bloques o placas a ambos lados de
una falla. Las rocas generadas por este mecanismo se llaman brechas
de falla o cataclastitas. En general cerca de la superficie se produce
ruptura o deformación frágil y en profundidad se produce deformación
dúctil y la roca se denomina milonita.
c. Metamorfismo de soterramiento: se produce en asociación con
acumulaciones muy gruesas de estratos sedimentarios en una cuenca
subsidente. La presión de confinamiento y el calor geotérmico provocan
recristalización de los minerales y modifican la textura o la mineralogía
de la roca sin deformación apreciable.
d. Metamorfismo Regional: Durante la formación de cadenas montañosas
grandes volúmenes de rocas están siendo sometidas a presiones
dirigidas y a elevadas temperaturas asociadas con deformaciones a gran
escala.
Las fuentes de calor principales son la energía liberada por la desintegración
radiactiva y la energía térmica almacenada en el interior de la tierra. El
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gradiente geotérmico es el aumento de la temperatura a medida que crece la
profundidad y es de aproximadamente 20 – 30 º C por kilómetro de
profundidad.
La presión de confinamiento es ejercida en todas direcciones y aumenta a
medida que crece la profundidad. Provoca la compactación de las rocas y
también puede generar estructuras cristalinas más densas. También existen
presiones dirigidas que son mayores en una dirección y provocan la
deformación de las rocas generando pliegues y/o fallas.
5. 2 Marco Geológico Regional
La zona de trabajo pertenece al sistema de Tandilla (Nágera, 1940) también
denominadas Sierras Septentrionales de la provincia de Buenos Aires
(Harrington, 1956). Esta provincia geológica se caracteriza por presentar
serranías y suaves lomadas que alcanzan unos 500 metros sobre el nivel del
mar.
Presenta una orientación NO – SE y se extiende por aproximadamente 350 km
desde las Sierras de Quillalauquén (Blanca Grande) hasta Cabo Corrientes
(Mar del plata), con una forma de “uso” es decir más ancho en la parte central
(aproximadamente 60 km de ancho a la altura de Tandil) y más delgada en los
extremos, aproximadamente 6 kilómetros. Regionalmente este cordón serrano
se ha dividido en grupos orográficos menores que de NO a SE, se denominan
de la siguiente manera: Sierras de Olavarría, Sierras de Azul, Sierras de Tandil,
Sierras de Balcarce y de Mar del Plata a las que se unen las de Juárez,
Necochea y Lobería.
El tipo de estructuración que presentan estas sierras en general es de bloques
fallados elevados y hundidos, levemente basculados hacia el sudoeste.
La columna estratigráfica del Sistema de Tandilla puede ser dividida en tres
grandes unidades: un Basamento Cristalino de edad precámbrica, una Cubierta
Sedimentaria precámbrica – paleozoica inferior y por último Depósitos
Cenozoicos.
El Basamento cristalino es una asociación ígneo metamórfica denominada
Complejo Buenos Aires (Di Paola y Marchese, 1974), con edades
comprendidas entre los 600 ± 50 Ma a más de 2000 Ma (Stipanicic y Linares,
1969).
Está constituido principalmente por granitoides (granitos, adamellitas,
granodioritas y tonalitas), rojizos a gris verdosos; migmatitas, gneises,
milonitas, anfibolitas y diques de diabasas (Iñiguez et al., 1987). Se encuentra
expuesto principalmente en la zona central y septentrional del sistema,
conformando la mayor parte de las Sierras de Tandil y Azul.
La Cubierta Sedimentaria se apoya sobre el basamento cristalino en forma
discordante. Existen dos unidades principales, una cubierta del Precámbrico
superior denominada Grupo Sierras Bayas (Poiré, 1987) de origen marino,
formada principalmente por cuarcitas, dolomías, arcillitas y calizas y otra de
edad paleozoica inferior conocida como Formación Balcarce (Dalla Salda e
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Iñiguez, 1979), también de origen marino, formada principalmente por cuarcitas
y pelitas.
Los Depósitos Cenozoicos son poco potentes, se encuentran rellenando
depresiones interserranas y se encuentran limitados por los afloramientos de
basamento. Principalmente están formados por limos loessoides, areniscas,
arcillas, rodados patagónicos, depósitos lagunares y localmente niveles
marinos.
5. 3 Caracterización geológica de los agregados
Esta caracterización se realizará por observación directa de las muestras de
mano, como así también a través de la observación microscópica de cortes
delgados y grano suelto. Los cortes delgados se realizan cortando las muestras
de roca en “tajadas” delgadas que se adosan a un portaobjetos y luego se
desgastan y pulen con abrasivos especiales hasta lograr un espesor
aproximado de 30 µm. La preparación de estos cortes delgados requiere de
personal técnico especializado y equipamiento. Otra forma de observación de
las rocas y minerales al microscopio puede ser a través de la técnica de grano
suelto. Ésta se emplea en el caso de fragmentos de roca muy finos o
sedimentos sueltos de granulometría inferior a 1 mm.
En caso de ser necesario se puede aplicar la técnica de Difractometría de
Rayos X. Se trata de una técnica de análisis cualitativo y semi cuantitativo que
permite identificar compuestos cristalinos difíciles de reconocer por vía óptica
como es el caso de las arcillas. Para su empleo se utiliza una pequeña
cantidad de muestra pulverizada del mineral que se quiere determinar.
En síntesis las técnicas que se pueden aplicar son las siguientes:
- Observación de muestras de mano y fragmentos de roca con lupa binocular.
Ver Foto 1.
Foto 1: Muestra de mano Granito
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- Observación microscópica de cortes delgados con microscopio óptico de
polarización. Ver Foto 2.
Foto 2: Microfotografía de cristales de Cuarzo con textura ondulante y textura
en mosaico. Cristal central de Feldespato potásico con macla de Periclino.
- Análisis de Rayos X.
5. 4 Sistema de Información Geográfica
Un Sistema de Información Geográfica (SIG o GIS, en su acrónimo inglés
Geographic Information System) es una integración organizada de hardware,
software y datos geográficos diseñada para capturar, almacenar, manipular,
analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente
referenciada con el fin de resolver problemas complejos de planificación y
gestión. También puede definirse como un modelo de una parte de la realidad
referido a un sistema de coordenadas terrestre y construido para satisfacer
unas necesidades concretas de información. Los SIG son herramientas que
permiten crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar
datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.
Funcionamiento de un SIG: El SIG funciona como una base de datos con
información geográfica (datos alfanuméricos) que se encuentra asociada por un
identificador común a los objetos gráficos de un mapa digital. De esta forma,
señalando un objeto se conocen sus atributos e, inversamente, preguntando
por un registro de la base de datos se puede saber su localización en la
cartografía.
La razón fundamental para utilizar un SIG es la gestión de información
espacial. El sistema permite separar la información en diferentes capas
temáticas y las almacena independientemente (ver Figura 2).
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Figura 2: Un Sistema de Información Geográfica puede mostrar la información
en capas temáticas para realizar análisis multicriterio complejos
El software utilizado en este trabajo es el ArcGIS, producto que agrupa varias
aplicaciones para la captura, edición, análisis, tratamiento, diseño, publicación
e impresión de información geográfica.
5. 5 Estudios geotécnicos
Clasificación de los agregados según el tamaño de las partículas
Los agregados se clasifican en agregados gruesos y finos a través del tamiz
IRAM 4,75 mm. (Nº 4) llamado tamiz de corte considerando como agregado
fino y grueso al material pasante y retenido por dicho tamiz respectivamente.
Caracterización del árido grueso
Forma y angulosidad
La forma de las partículas del árido grueso afecta fundamentalmente al
esqueleto mineral del conjunto de agregados que conforman la capa de un
firme. Según su forma, las partículas pueden clasificarse en redondeadas,
cúbicas, lajas y agujas. Las lajas son partículas planas, con una dimensión muy
inferior a las otras dos; las agujas son partículas muy alargadas, con una
dimensión muy superior a las dos restantes. Las lajas y agujas pueden
romperse con facilidad durante la compactación o después bajo la acción del
tráfico, modificando con ello la granulometría del árido. En consecuencia,
deben imponerse limitaciones en el contenido de partículas con mala forma; en
términos generales, en una fracción de árido no se debe sobrepasar del orden
del 30% en peso de partículas con mala forma.
Para la determinación de la forma de las partículas se realizan tres ensayos:
Índice de lajas (Norma IRAM 1687-1)
El ensayo consiste en tamizar el material a través de los tamices IRAM 63-5035,5-25-20-12,5-10mm.
separándolo
en
fracciones,
solo son ensayadas las fracciones cuya masa sea superior al 5% de la
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muestra. Estas fracciones individualmente se pasan por calibres metálicos que
son ranuras alargadas. Tomando el peso de las partículas pasantes (lajosas)
se calculan el porcentaje de dichas partículas en cada fracción para luego
calcular el porcentaje total de la muestra.
Índice de agujas (Norma IRAM 1687-2)
El ensayo consiste en tamizar a través de los tamices IRAM 63-50-35,5-25-20el
material
separándolo
en
fracciones,
12,5-10
mm.
sólo son ensayadas las fracciones cuya masa sea superior al 5% de la
muestra. Estas fracciones individualmente son pasadas por calibres metálicos.
Tomando el peso de las partículas retenidas (agujas) se calculan los
porcentajes de partículas elongadas en cada fracción para luego calcular el
porcentaje total de la muestra.
Cubicidad (Norma IRAM 1681)
El ensayo consiste en preparar la muestra de agregado separando cada
fracción a través de los tamices de abertura circular. Luego cada fracción es
pasada a través de placas reductoras, pesando lo retenido.
Se calcula la cantidad de los agregados gruesos en cada placa reductora en
porcentaje para luego calcular un factor de cubicidad, que es óptimo para
valores cercanos a uno y cercano a cero para partículas sumamente achatadas
o lajosas.
Resistencia al Desgaste
La resistencia mecánica del esqueleto mineral es un factor predominante en la
evolución del comportamiento de una capa de firme después de su puesta en
servicio. La evaluación de dicha resistencia se realiza mediante diversos
ensayos de laboratorio.
Los ensayos empleados tienden a reproducir en laboratorio de la manera más
sencilla el comportamiento que luego tendrán los áridos en servicio. Para ello
se preparan las muestras con granulometrías próximas a las que van a ser
puestas en obra, sometiéndolas a un desgaste que, de forma indirecta,
proporciona información de la resistencia mecánica del material.
Desgaste Los Ángeles (Norma IRAM 1532)
Este ensayo consiste en un cilindro hueco, de acero, con sus extremos
cerrados y que gira en posición horizontal. El cilindro va provisto de una
abertura para introducir la muestra que se desea ensayar y un entrepaño para
conseguir el volteo del material. La muestra está formada por árido limpio y
lavado, del que se prepara una de las siete granulometrías indicadas en la
norma. La carga abrasiva que se introduce junto con esa muestra al comenzar
el ensayo se compone de esferas de fundición o de acero, cuyo peso total
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depende de la granulometría elegida. Una vez colocadas la muestra y la carga
abrasiva correspondiente, se hace girar el cilindro a una velocidad constante y
un determinado número de vueltas. Realizado el ensayo, se separa la muestra
por el tamiz IRAM 1,7 mm. lavando y secando en estufa lo retenido por dicho
tamiz. El resultado es la diferencia entre el peso original de la muestra y el peso
de la misma al final del ensayo, expresada en tanto por ciento del peso inicial.
A este valor numérico se lo denomina Coeficiente de Desgaste Los Ángeles.
En general, se puede decir que coeficientes superiores a 50 corresponden a
áridos de mala calidad, no aptos para la construcción de capas de firme. Por el
contrario, coeficientes inferiores a 20 corresponden a áridos con resistencia al
desgaste suficiente para cualquier posible aplicación y, en particular, para
capas de rodadura bituminosas que han de soportar tráfico pesado.
Limpieza y Adhesividad
Es fundamental que los áridos estén limpios, cualquiera que sea la aplicación
que se les vaya a dar. Eso significa que la superficie de las partículas ha de
estar exenta de polvo, suciedad, arcilla u otras materias extrañas.
Si los áridos están sucios, la capa del firme puede resultar sensible a la acción
del agua. Por otro lado, según la naturaleza de las partículas contaminantes,
pueden aparecer problemas con los ligantes hidrocarbonados.
Entre los fenómenos fisicoquímicos que se producen en la superficie de los
áridos tiene especial importancia la adhesividad con los ligantes. Es un
fenómeno complejo en el cual intervienen factores físicos (suciedad del árido,
textura y porosidad del mismo, viscosidad y tensión superficial del ligante,
espesor de la partícula del ligante, etc.) y factores químicos (relativos a la
naturaleza del ligante y del árido). Si los áridos están absolutamente secos y
limpios se dejan “mojar” fácilmente por los ligantes. Sin embargo, con algo de
humedad, sus superficies presentan una cierta polaridad cuyo signo depende
de la naturaleza de los áridos (ácidos y básicos).
De todas formas, en los pavimentos asfalticos no solo interesa el problema de
la adhesividad considerada como la propiedad de que el ligante moje el árido al
ser este empleado en obra. Debe preocupar también la posibilidad de que el
agua, en combinación con la acción de los vehículos (y, a veces, con polvo y
suciedad existentes) perturbe esta adhesividad desplazando el ligante de la
superficie del árido (stripping), que quedara de nuevo descubierta o lavada. La
adhesividad pasiva o resistencia al desplazamiento del ligante, dependerá
también de los mismos factores químicos y físicos anteriormente citados.
6. Metodología
Inicialmente se determinó la ubicación de las canteras a relevar. Luego se
realizaron visitas en algunas de esas canteras. Los trabajos de campo tuvieron
como objetivo obtener datos geoespaciales (ubicación de puntos de control
utilizando GPS), tomar muestras de roca tanto de afloramientos como de los
productos ofrecidos por las canteras y relevar información geológica de interés.
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Cada una de las muestras de roca recolectadas fue identificada con una
numeración. Más tarde en laboratorio se realizó la selección y preparación de
las muestras para realizar la caracterización de las rocas y sus componentes,
tanto desde el punto de vista geológico como desde el punto de vista físico
mecánico. A partir de los resultados obtenidos se realizó una relación entre las
propiedades geológicas de la roca que dio origen a ese agregado y las
propiedades geotécnicas obtenidas de los ensayos de laboratorio.
Una vez realizada la caracterización geológica y física se vuelcan los
resultados a una planilla Excel con el fin de utilizarla más adelante para
digitalizar los resultados en el mapa de la Provincia de Buenos Aires.
7. Descripción de Canteras
Fueron estudiadas las rocas y agregados de las canteras Equimac y Marengo
del Partido de Tandil y de Puma, Villa Mónica y Cerro del Águila del Partido de
Olavaria.
Cantera Equimac
La roca que se observa en esta cantera es de tipo granítico gris. Esta roca
presenta una textura granuda a porfírica con desarrollo de cristales de
Feldespato de varios centímetros de longitud. Se trata de una roca muy
homogénea en la que se distingue la presencia de escasos “xenolitos” de grano
fino y composición máfica, probablemente provenientes del basamento
metamórfico (Foto 3).
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