ARIDOSESPECIALES

A R I D O S M E S O P O T A M I C O S

ESPECIFICACIONES EINTRUCCIONES EN EL USO DE

INTRODUCCIÓN .... 01

CARACTERÍSTICAS DE LOS CANTOS RODADOS Y ARENAS PARA FILTROS Y DRENES ... 02

DISEÑO DE UN FILTRO ... 03

CARACTERISTICAS FISICO QUIMICAS ... 04

NUESTROS PRODUCTOS ... 05

A R I D O S M E S O P O T A M I C O S

GENERALIDADES

PROCESO PRODUCTIVO

El tratamiento y el drenaje de aguas mediante la utilización de arenas y cantos rodados viene realizándose con éxito desde hace más de 4000 años. Los registros más antiguos sobre el empleo de esta técnica, provienen de la Antigua Grecia.

La búsqueda por aquel entonces, era la de conseguir agua de mejor sabor y color. Si bien no se conocían los microorganismos, la turbidez del agua era eliminada mediante su paso a través de arenas y cantos rodados seleccionados.

En 1804 fue construida en Escocia la primera planta municipal de tratamiento de aguas. El tratamiento se basaba en el método de filtración lenta con arena. Inicialmente, la distribución se hacía en carros remolcados a caballo, sin embar-go, años más tarde las primeras cañerías fueron construidas. La idea era que cada persona tuviera acceso a agua pura y sana.

Exploración y destape:En Cantera La Chola II realizamos constantes exploraciones de nuestros yaci-mientos con el propósito de explotar las mejores reservas del mismo, obteniendo cantos rodados, gravas y arenas de distribución granulométrica uniforme e inme-jorable calidad mineralógica.

Mediante la utilización de maquinaria pesada, realizamos el destape de la capa superficial de tierra.

Luego, el material es cargado en camiones y trasladado hacia nuestra planta de tratamiento de minerales, donde el canto rodado y la arena son lavados y clasifi-cados de acuerdo a nuestras especificaciones técnicas.

Lavado y clasificación:Nuestra planta de tratamiento de minerales ha sido diseñada para el lavado y clasificación de nuestros cantos rodados.

El intenso suministro de agua y generoso dimensionamiento de nuestros cilin-dros lavadores nos permiten alcanzar un alto estándar de lavado, despojando al canto rodado y las arenas, de todas las impurezas y materiales contaminantes.

Por último, la clasificación es realizada a través del empleo de chapas perforadas, que son operadas y mantenidas en óptimas condiciones, con el propósito de asegurar una constante distribución granulométrica.

ARENAS Y CANTOS RODADOS PARA DRENES

El diseño adecuado de filtros y drenes es esencial para la seguridad y la economía de muchas obras de ingeniería; especialmente en aquellas expuestas a los efectos del agua en los materiales de apoyo de las estructuras.

El drenaje es el proceso por el cual, el agua proveniente de la infiltración, del movimiento de las aguas subterráneas o de las precipitaciones, es removida de los suelos por medios naturales o artificiales.

Los drenes deben permitir una descarga de agua adecuada con el fin de evitar los efectos negativos de la misma. La construcción de drenes se aplica exitosamente en las capas subterráneas de construcciones, áreas verdes y establecimientos de-portivos, entre otras.

La primera condición que deben reunir los filtros y drenes es la relativa a su seguridad frente a la erosión y la colmatación.

La segunda es relativa a su capacidad de descarga para evacuar adecuadamente los volúmenes de agua a drenar, sin inducir fuerzas de filtración o presiones in-tersticiales hidrostáticas importantes.

El método general para el diseño de drenes y filtros en lo que se refiere a la ca-pacidad de descarga, se basa en la ley de Darcy y en los métodos de las mallas de filtración.

Nuestros cantos rodados y arenas, compuestos mayormente por cuarzo, presen-tan las condiciones óptimas de permeabilidad necesarias para estas aplicaciones.

La filtración natural constituye un proceso activo e importante en la autopurifi-cación del agua subterránea. De la observación de que las aguas subterráneas se hallan por lo general libres de turbiedad, nació la idea de emplear por primera vez los filtros de arena y canto rodado en gran escala para el tratamiento de agua de superficie.

Cuando se hace fluir el agua a través de un medio poroso, tal como es la arena y el canto rodado; parte de las impurezas coloidales y en suspensión del agua, sonatrapadas dentro de los poros, o en la superficie de los granos de estos áridos. Este proceso se denomina filtración.Existen tres tipos principales de filtros de arena:Filtros rápidos (por gravedad).Filtros de arena ascendentes.Filtros de arena lentos.

Estos tres métodos son ampliamente utilizados en la potabilización del agua para su industrialización y/o consumo.

Los primeros dos métodos requieren el agregado de floculantes químicos para garantizar la eficacia en el proceso.

Por el contrario, los filtros lentos de arena obtienen agua libre de patógenos, inolora e inodora, sin la necesidad de agregar productos químicos.

ARENAS Y CANTOS RODADOS PARA FILTROS DE AGUA

Las arenas y cantos rodados para filtros, son colocados entre la pared del pozo y la rejilla que se coloca en el punto de succión del mismo.

Son utilizadas para filtrar las partículas granulares, que de otro modo ingresarían al pozo. Asimismo, el proceso de agregar arenas y cantos rodados en los pozos, permite aumentar el diámetro efectivo del mismo.

El agregado de arenas, gravas y cantos rodados a los pozos de agua, funciona como los pulmones del mismo. Todos los pozos correctamente diseñados y cons-truidos deberían contar con este tipo de sistema filtrante.

El mal diseño de un filtro puede provocar grandes pérdidas económicas debido a la merma de rendimiento por baja permeabilidad o por el daño al sistema de bombeo por el ingreso de partículas pertenecientes al acuífero, incluso puede desencadenarse un colapso irreversible del pozo.

El agua subterránea y los acuiferosEl agua subterránea es un recurso natural renovable, que integra el ciclo hidroló-gico como un componente fundamental, y constituye el recurso de agua potable, a disposición para el consumo humano, más abundante del planeta.

Estas aguas están almacenadas en acuíferos, que son formaciones geológicas que contienen agua en sus poros y fisuras, y que pueden transmitirla a las obras de captación de manera que puede ser aprovechada en forma rentable.

La mayor parte de los materiales sólidos naturales (sedimentos y rocas) que cons-tituyen el suelo y el subsuelo, poseen pequeños espacios vacíos. Estos espacios vacíos pueden estar originados por fisuras o grietas en el caso de las rocas, o bien por los huecos que quedan entre los granos de los sedimentos

La cantidad de poros o fisuras en relación a la masa sólida se denomina poro-sidad y puede llegar a ser hasta un 30 % del total del material. La porosidad efectiva en las rocas y sedimentos, permite que absorban agua como una esponja, almacenándola y transmitiéndola.

ARENAS Y CANTOS RODADOS PARA POZOS DE AGUA

DISEÑO DE UN FILTRO

Los poros que genera una grava de tamaño uniforme, poseen un tamaño de entre 4 y 5 veces más pequeño que el diámetro de los granos: Esta porosidad actúa como filtro natural y retiene las partículas más gruesas del acuífero fuera del pozo.

Un filtro debe cumplir las siguientes funciones:

• Permitir el paso del agua captada a través de sus poros

• Evitar que las partículas más finas del depósito que protege, sean arrastradas por el agua y se cuelen a través de sus poros.

Los criterios convencionales para diseño de filtros se basan fundamentalmente en la curva granulométrica de la napa, y a partir de ella se diseña el filtro que ha de cumplir con las con las características especificadas. Estos criterios de diseño son fundamentalmente empíricos y dado la gran variedad en cuanto a las carac-terísticas de los acuíferos hay numerosos métodos. A continuación se mencionan algunos de ellos y se expresan una serie de definiciones necesarias para la com-prensión de los mismos:

Dx: Es el tamaño de partícula, donde “x” es el porcentaje de material más pe-queño. En otras palabras, Dx es el tamaño de tamiz para el cual tenemos un “x” % de material pasante.

Tamaño efectivo (D10): Es el tamaño de partícula, donde 10 es el porcentaje de material más pequeño. En otras palabras, es el tamaño de tamiz para el cual tenemos el 10 % de material pasante.

Coeficiente de uniformidad (Cu): es la relación entre el D60 y el D10 .

Cu = D60 D10

Métodos de diseño:

1. Empleo de fórmulas de drenaje:

Según Terzaghi (1943) para construir sistemas filtrantes aplicados a estructuras hidráulicas se debe cumplir que:d85 filtro/d85 acuífero < 4 < d15 filtro/d15 acuífero, con el mismo coeficiente de uniformidad

12 < d15 filtro / d15 acuífero < 4012 < d50 filtro / d50 acuífero Estas fórmulas son suficientemente aceptables en la práctica cuando se trata de cálculos preliminares, ya que se han establecido para drenes y no para pozos.

2. Método de Bieske (1962)

Para el material del acuífero se define un tamaño típico de los granos (dt), que se obtiene representando en una tabla de curvas características de arenas acuíferas y línea de tamaño típico de los granos y determinando su intersección con la cur-va de trazos. El tamaño homogéneo de los granos del material de filtro a colocar se obtiene multiplicando el tamaño típico de los granos del material del acuífero por un factor de filtración, cuyo valor es igual al mayor incremento de tamaño de grano que aún evita que los del acuífero atraviesen el filtro.

3. Método de Stow

Este método sugiere que la curva granulométrica del filtro de grava debe de pasar por los puntos correspondientes a 5 veces el diámetro que representan los pun-tos d85, d50 y d15 del acuífero.

4. Método de Kruse (1960)

Considera la relación M/A (d50 filtro / d50 acuífero). Los valores M/A que se deben escoger para estabilizar los acuíferos arenosos son:

5. Método de Fluchs (1963)Se aplica preferentemente a acuíferos no uniformes. Las características granulo-métricas de la curva del filtro de grava se determinan de acuerdo con las siguientes relaciones:a) d50 del filtro = 4 * d85 del acuíferob) d50 del filtro = (10/16) d50 del acuífero, según su coeficiente de uniformidad.

6. Método de Johnson (1966)Es el método más apropiado cuando se utilizan rejillas de ranura continua. Se ela-boran curvas granulométricas de cada estrato del acuífero. Se determina el estrato formado por el material más fino y la clasificación del filtro de grava se selecciona en base a la curva granulométrica de dicho estrato del modo siguiente: se multi-plica el tamaño correspondiente al 70% retenido (d30) por un factor entre 4 y 9.

Se emplea el valor de 4 si el material de la formación es fino y uniforme; 6 cuan-do el material del acuífero es más grueso y no uniforme y se selecciona un factor entre 6 y 9 si la formación acuífera presenta granulometría muy poco uniforme y contiene limo.

El resultado de esta multiplicación será el primer punto conocido en la curva que re-presenta la clasificación del filtro de grava. Se coloca el resultado en el gráfico como el punto correspondiente al 70% de grava retenida (30% que pasa). Por este punto se traza una curva suave con un coeficiente de uniformidad igual o menor a 2,5.

Después de trazar la curva representativa de la granulometría del filtro de grava por el método de tanteo anteriormente descrito, se preparan las especificaciones para el material del filtro seleccionando primero cuatro o cinco valores de tamices que cubran la extensión de la curva y luego se especifica un intervalo admisible para cada tanto por ciento retenido en los tamices seleccionados. Este intervalo es del 8% por encima y por debajo del porcentaje retenido en cada uno de los puntos seleccionados de la curva.

CARACTERISTICAS FISICO QUIMICAS

Los áridos especiales deben cumplir con ciertos rigores técnicos para que sean compatibles con los diversos usos que se le atribuyen; para ello existen diversos ensayos bajo normas especificas para determinar las características fisicoquímicas de los mismos, a continuación describimos algunos de ellos.

Contenido de mica, sílice, manganeso y hierro (IRAM 1647/1649):

Las arenas están compuestas por diferentes minerales, las normas IRAM men-cionadas miden la proporción de estos en su composición. Nuestros productos arrojaron resultados aceptables para su uso en filtros. (Ver tabla 1).

Contenido de cloruros, sulfatos y sales solubles (IRAM 1504/IRAM 1647/ASTM 516-90 ):

Los cloruros son compuestos que llevan un átomo de cloro en estado de oxida-ción formal. El cloruro más conocido es la sal marina que está presente en el agua marina con una concentración del aproximadamente 3 %.Las sales solubles son aquellas que tiene una alta solubilidad en agua como por ejemplo los cloruros de sodio, potasio y litio; o el bicarbonato de sodio entre otras.Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como uni-dad común un átomo de azufre y cuatro átomos de oxígeno. (Ver tabla 1).

Potencial hidrogeno – PH (ASTM D4972-01):

El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución e indica la con-centración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución . (Ver tabla 1).

Perdida por calcinación a 1000 °C (IRAM 1504):

Este ensayo mide la perdida de material por calentamiento a altas temperaturas durante un lapso corto de tiempo. (Ver tabla 1).

Perdida a 105-110 °C – Contenido de humedad (ASTM D2216-98):

Este ensayo determina el contenido de humedad del material sometiéndola a un procedo de secado a 110 ° C. (Ver tabla 1).

Índice de dureza – escala de Mohs:

La escala de Mohs es una relación de diez minerales ordenados por su dureza, de menor a mayor. Se utiliza como referencia de la dureza de una sustancia. Fue propuesta por el geólogo alemán Friedrich Mohs en 1825 y se basa en el princi-pio que una sustancia dura puede rayar a una sustancia más blanda, pero no es posible lo contrario. (Ver tabla 1).

Pérdida de peso por ataque de HCL en frio durante 24 hs:

Mediante este ensayo se mide la reacción de los materiales ante el ataque de un medio corrosivo como lo es el acido clorhídrico, se somete a la muestra durante 24 horas al ataque del acido y se mide su pérdida de peso. (Ver tabla 1).

Índice de materia orgánica (método de Abrams Harder):

Este método se basa en un análisis colorimétrico de la muestra. Consiste en usar diversos disolventes y comparar el color resultante con colores patrones para determinar la cantidad de materia orgánica. Si el líquido resultante es incoloro o amarillo claro se considera la muestra con muy poca materia orgánica. La medi-ción se realiza con índices que van del 100 al 1000. (Ver tabla 1).

Conductibilidad eléctrica (ASTM D4940):

Este ensayo es normalmente usado para medir la salinidad de un suelo por me-dio de su conductibilidad eléctrica. (Ver tabla 1).

Densidad relativa real (IRAM 1520):

La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la densidad del agua; en consecuencia, es una magnitud adimensional. (Ver tabla 1).

Residuos insolubles (CEPIS):

Este ensayo mide la solubilidad en acido clorhídrico del elemento y como consi-guiente la cantidad de residuos insolubles que posee. (Ver tabla 1).

NUESTROS PRODUCTOS

Nuestros productos abarcan las granulometrías que se ven en esta tabla y además se agregan algunas complementarias para satisfacer también las exigencias en cuanto al diseño de filtros dinámicos y de potabilización de agua, los mismos comprenden tamaños desde 12 mm hasta menos de 1 mm de tamaño de grano y son comercializados a granel, en big bags de 1000 kg y en bolsas de 25 kg; el cuidadoso diseño de nuestra planta secadora y clasificadora de áridos y el moni-toreo constante de la misma asegura una uniformidad y calidad en las diferentes granulometrías; garantizando de esta manera el desempeño esperado en cada una de sus aplicaciones.

A raíz de que el tamaño de grano utilizado en los em-paques de grava varían en

gran medida en función del método de diseño utilizado o la región en donde se realiza la perforación; nuestros pro-

ductos apuestan a la variedad abarcando todas los tamaños

y ofreciendo la posibilidad de elaborar productos a su

medida con granulometrías y especificaciones técnicas

especiales.