Caracterización de Rocas: Propiedades, Extracción, Explotación y Terminaciones Superficiales

Determinación de Densidades y Volúmenes

Densidad aparente: Dap = Pd / Vap, donde Vap = (ps - pss) / γL, y también Dap = Pd / (ps - Pss) / γL.

Densidad real: Dr = Pd / Vr, donde Vr = Pd / (Vap - Vpt).

Medición del volumen real (Vr)

• Con volumenómetro: Vr = Lf - Li.
• Con picnómetro: se determina la masa del material pulverizado y seco (Pm); después se determina el peso del picnómetro con agua u otro líquido hasta enrase (G); a continuación se introduce el material pulverizado en el interior del picnómetro, se elimina el líquido sobrante para que quede de nuevo enrasado y se pesa el picnómetro enrasado con la muestra dentro (Q). Así, Vr = (Pm + G - Q) / γL.

Densidad real con volumenómetro: Dr = Pm / (Lf - Li).

Densidad real con picnómetro: Dr = Pm / (Pm + G - Q) / γL.

Densidad relativa: Drelat = Pd / Vrelat.

Densidad del conjunto: Dconjunto = Pd / Vconj, donde Vconj = Vrelat + Vtodos los huecos entre partículas.

Porosidad, Absorción y Compacidad

• Humedad: H = (Ph - Pd) / Pd · 100
• Absorción normal: Abs = (Ps - Pd) / Pd · 100
• Porosidad absoluta: (Dr - Dap) / Dr · 100
• Porosidad aparente: Pap = (Ps - Pd) / (Ps - Pss) · 100
• Porosidad aparente en función de la absorción: Pap = Dap · Abs
• Relación de porosidad y compacidad: Pap + Comp = 100
• Compacidad: C = Dap / Dr · 100
• Coeficiente de saturación: Ms = Pap / Pabs · 100 = Vp.acc / Vpt · 100

Tensión Superficial y Capilaridad

La tensión superficial es la acción de las fuerzas moleculares en virtud de la cual la capa exterior de los líquidos tiende a contraer las moléculas superficiales del líquido dentro de la mínima superficie. Depende de la naturaleza del líquido, del medio que lo rodea y de la temperatura.

La tensión superficial es la propiedad responsable de la ascensión de los líquidos por capilaridad.

Menisco

Es la curva que forma el líquido cuando se coloca en un recipiente. Los líquidos ligeros forman un menisco cóncavo; los pesados, convexo.

• Si θ < 90º: las fuerzas de adherencia entre el líquido y el recipiente son mayores que las fuerzas de cohesión del líquido.
• Si θ > 90º: las fuerzas de adherencia son menores que las de cohesión.

Fórmulas: F = W; F = 2πrT cos θ; W = hπr² δ (T del agua = 72.72 N/cm).

Para que se produzca ascensión del líquido: θ < 90º.

Características de las Rocas

• Adherencia: rocas agregadas o aglomeradas.
• Dureza: blandas, semiduras, duras y muy duras.
• Homogeneidad: presencia o ausencia de defectos (grietas o pelos, coqueras, nódulos).
• Resistencias mecánicas.
• Heladicidad.
• Resistencia al fuego.
• Estructura: granitoide, porfídica, estratificada, clástica (brechiformes, pudingiformes, amigdaloides).
• Fractura: concoidea, astillosa (acicular), ondulada, hojosa.
• Diaclasas:
  • Fractura abierta: grietas, fisuras.
  • Fractura cerrada (mineral): venas, filones, diques (material volcánico).
  • Diaclasas no aisladas: conjunto de diaclasas pequeñas e irregulares (no confundir).
• Textura: compacta, vitrofídica, granuda, laminar, escamosa, terrosa, fibrosa, sacaroidea, oolitas, pisolitas.

Extracción de Rocas

• Filones: de poco espesor.
• Masas: formaciones irregulares de gran extensión.
• Estratos: depósitos de rocas sedimentarias.
• Placeres: depósitos de rocas sedimentarias en la orilla de los ríos.

Explotación de Rocas

Tipos de explotación: mina, cantera, gravera.

Sistemas de explotación de yacimientos

Dependen de la dureza de la roca, de la estratificación y de las características del producto a obtener.

• Material suelto: arranque mecánico (cuña, lanza térmica, hilo diamantado).
• Material duro: arranque con explosivos (voladura).

Morfología y Nomenclatura de las Rocas

Piedras en bloque

Sillar, sillarejo, mampuesto, losas o chapas, adoquín, peldaño, bordillo y encintado.

Piedras sueltas

Balasto, macadam, encachado, pedraplén, terraplén, áridos, zahorra o revoltón.

Trabajos en Rocas

Labra y fajeado.

Terminaciones Superficiales de las Rocas

• Labra viva de cantera
• Labra tosca, media y fina
• Corte con sierra
• Apomazado y pulido
• Abujardado
• Flameado
• Chorro de arena