En los alrededores de la localidad de Las Caleras, Provincia de Córdoba, Argentina, se desarrollan hace más de 70 años numerosas explotaciones de mármoles cuya producción es procesada en la zona y utilizada como componente esencial en diversos productos como cales, baldosas, cerámicos, vidrios, plásticos, pinturas, agroquímicos, pastinas, enduidos, masillas, pegamentos, cosmética, cauchos, etc. y como materia prima en industrias como las papeleras, agrícola (como mejorador de suelos), de alimentos balanceados, entre otras. En esta región, la primera etapa del circuito productivo está a cargo de pequeños productores que desarrollan la actividad a escala familiar y que venden casi la totalidad de su producción a unas pocas empresas de molienda y procesamiento de minerales radicadas en la zona, siendo la etapa productiva secundaria la de mayor beneficio económico, por lo que ha sido el segmento que ha atraído las mayores inversiones en tecnologías y maquinarias. Las canteras de mármoles se han caracterizado históricamente por explotaciones poco mecanizadas y de bajo nivel tecnológico, generalmente carecen de asesoramiento técnico y cuentan con bajos estándares en lo que respecta al cuidado del ambiente. Esto ha derivado en laboreos poco planificados, en la ausencia de criterios de optimización de recursos y en la baja rentabilidad para los productores (1). El trabajo en cantera consiste en la voladura, grillado del material por una malla de barras paralelas de 10 cm de separación, y en la carga y transporte sólo de la fracción gruesa a las plantas de molienda. De la fracción fina que pasa por dicha malla, una parte es aprovechada como materia prima para la fabricación de cal mientras que el resto es acumulado en escombreras. Según Bonalumi et al. (1), el distrito cuenta con más de 75 Mt de reservas, de los cuales más del 50% es material útil explotable. Los materiales de descarte de los usos principales pueden superar el 50% de lo explotado. El desfasaje existente entre la generación de material y el consumo por parte de los dos hornos caleros que existen actualmente en la zona, sumado a la ausencia de alternativas o re-procesamientos que permitan darle un valor agregado al estéril, ha generado la acumulación de una importante cantidad de material en escombreras sin utilizar que irá en aumento en los próximos años generando posibles inconvenientes y modificaciones en el terreno y constituyendo un potencial pasivo ambiental. Esta situación, también ha sido observada en en otros sectores del país, como por ejemplo en la región de Achiras, al sur de la provincia de Córdoba (2), y en la Cantera La Suiza, al este de la provincia de San Luis, entre otros.

La búsqueda de una solución a esta problemática ambiental, sumado a la planificación y ejecución de obras viales de envergadura en la zona (pavimentación de la Ruta Provincial N°23), ha impulsado el estudio de las escombreras de mármoles de la región de Las Caleras para evaluar su aptitud de uso en terraplenes, sub-bases y/o bases granulares, teniendo en consideración el beneficio ambiental que esto significaría.

En este trabajo, se presenta la caracterización técnica, bajo los lineamientos establecidos en los pliegos particulares de especificaciones técnicas de la Dirección Provincial de Vialidad de Córdoba (PPET-DPV-Cba) en obras vigentes (3)(4), de un conjunto de 3 escombreras que suman un total de 10.000 toneladas aproximadamente, algunas de las cuales datan de al menos 25 años en el sitio y otras corresponden a producciones recientes.

La zona de estudio forma parte de la porción norte de la Sierra de Comechingones, dentro de las Sierras Pampeanas Orientales. Se encuentra a 145 Km de la ciudad de Córdoba y a unos 15 km al oeste de la localidad de Berrotarán. Se accede a la zona, desde dicha localidad, por la ruta provincial E-68 y es atravesada por la RP N°23, cuya traza es de material granular consolidado en este sector y se proyecta su pavimentación. Incluye a las localidades y parajes de Las Caleras, Paso Cabral y Cañada de Álvarez (Figura 1).

El basamento de la región de Cañada de Álvarez, está conformado por un conjunto de rocas ígneas y metamórficas, entre las que se destacan, por sus colores claros y por afloramientos con escasa vegetación, los mármoles de los alrededores de la localidad de Las Caleras. Este sector fue abordado petrológica y estructuralmente por Quintana Salvat (5), Brodtkorb et al. (6)(7), Martino et al. (8), entre otros. Los yacimientos de mármoles fueron relevados por Sfragulla et al. (9) y Bonalumi et al. (1), mientras que el antecedente más reciente es el de Candiani et al. (10).

Las rocas de basamento se disponen a modo de cuña limitada por dos lineamientos a este y oeste, formando un gran bloque de basamento alargado en sentido N-S, denominado Sierra Blanca, que se hunde hacia el sur en los sedimentos modernos del valle de La Cruz. Martino et al. (8) describe cinco tipos litológicos principales aflorantes en la Sierra Blanca: gneises biotíticos granatíferos, ortogneises biotíticos granatíferos, granitos biotíticos, mármoles y anfibolitas. Los gneises biotíticos granatíferos son la litología dominante, los cuales, junto con los mármoles y las anfibolitas, constituyen las principales litologías de la mencionada cuña de basamento. Internamente, las rocas de este bloque están estructuradas como una serie de sinformes y antiformes. La estructura más notable de este sector es un sinforme isoclinal volcado con flancos buzantes hacia el este y eje general con inmersión hacia el sudeste, formado en dos estadios principales, el primero involucra metamorfismo y deformación y el segundo sólo deformación (8). Estos autores, sobre la base de las paragénesis observadas en todas las litologías, proponen que las rocas del sector alcanzaron la facies de granulitas.

En la zona se detectaron numerosas escombreras y se cubicaron más de 80.000 t de material aprovechable dispuesto en acopios distribuidos por todo el distrito. La escombrera de mayor tamaño tiene al menos 18.000 t de material (Figura 2-A). Para la cubicación de las escombreras a las que se pudieron acceder, se utilizó como herramienta un GPS (Garmin eTrex 20), con el cual se delimitaron los acopios permitiendo calcular con precisión su superficie. Debido a las variaciones topográficas no visibles del terreno en la parte inferior de las escombreras, como altura se utilizó un promedio de las mínimas alturas medibles en campo, para evitar sobredimensionar los acopios, por lo que la cantidad total mencionada de escombreras es lo mínimo medible. No se cubicaron escombreras no aprovechables como material de capas granulares, ya sea por presentar alto porcentaje de bloques de gran tamaño (diámetro>80cm), o por presentar materiales no deseables (vegetación, materiales orgánicos, desechos, suelo vegetal, etc.). Aquellas escombreras de gran tamaño a las cuales no se pudo acceder en campo, se las cubicó con el apoyo de imágenes satelitales, obteniendo un valor de material mínimo aproximado.

El muestreo se realizó con pala manual en varios puntos (Figura 2-B) siguiendo los lineamientos y criterios establecidos en IRAM 1509 (11). Si bien las muestras son puntuales y superficiales, pudiendo variar en el interior de la escombrera, se consideraron de utilidad para representar preliminarmente el material presente. Para el muestreo y los ensayos de laboratorio se tomaron como referencia solamente 3 escombreras: ‘Escombrera 1’ y ‘Escombrera 2’, correspondientes a la producción actual, de 900 y 500 toneladas respectivamente en el momento del muestreo, y ‘Escombrera 3’, de 8600 toneladas, la cual yace en el sitio hace al menos 25 años, en las coordenadas 32°23’13.14”S y 64°31’45.45”O (Figura 3). El material extraído fue llevado al laboratorio donde se procedió con el cuarteo y ensayo individual de cada escombrera y a la elaboración de una mezcla en cantidades compensadas, según la representación volumétrica, de las tres, muestra denominada ‘Mezcla’. Los ensayos de caracterización se realizaron en los laboratorios centrales de la Dirección Provincial de Vialidad de Córdoba (DPV-Cba), de la empresa constructora vial Incisa S.A. y del Departamento de Geología de la Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC) y se utilizaron de referencia los lineamientos establecidos en los PPET-DPV-Cba, vigentes en obras actualmente en ejecución. Debido a que los mismos no admiten un tamaño de agregado mayor a 31,75mm para capas granulares, se separó en laboratorio el retenido en dicho tamiz (que representa aproximadamente un promedio del 12% del total del material en las muestras tomadas) y a la fracción pasante se le realizaron los ensayos de caracterización. éstos incluyeron: granulometría (según Norma VN-E7-65 (12)), desgaste Los Ángeles (según Norma IRAM 1532:2009(13)), límites de Atterberg (pasante tamiz 0,420mm) (según Norma VN-E2-65 (14) y VN-E3-65 (15)), Proctor (según Norma VN-E5-93 (16), Método V, con compensación de material grueso para correlacionar con ensayo de Valor Soporte), Valor Soporte Relativo (VSR) e hinchamiento (en base a la Norma VN-E6-84 (17), Método Dinámico simplificado, con sobrecarga de 4,54 Kg., considerando una estructura de pavimento convencional. Este ensayo es conocido en inglés como California Bearing Ratio o C.B.R.), peso específico aparente (PEA) y absorción del material grueso retenido tamiz 19,1mm (en base a la Norma VN-E13-67 (18)). Los ensayos Proctor y valor soporte se llevaron a cabo con el material ‘Mezcla’, aunque se utilizó como granulometría de referencia la de la ‘Escombrera 3’, de mayor representación volumétrica. Por otro lado, para caracterizar la totalidad de las escombreras y proponer su re-utilización completa, se procedió a la trituración de la fracción retenida en tamiz 31,75mm y ejecución de ensayos de desgaste Los Ángeles, con el objetivo de simular en laboratorio un posible reprocesamiento de las escombreras.

La utilización de este sub-producto o descarte de la industria de minerales calcáreos en la conformación de capas granulares en obras viales de la región, significaría importantes beneficios fundamentalmente en dos aspectos: ambiental y económico. En el aspecto ambiental, utilizar este material que es considerado descarte y que representa un gran porcentaje del volumen de extracción primaria, favorece a la eliminación de un potencial pasivo ambiental de considerable envergadura local, así como a la utilización integral de un recurso no renovable. Además, la explotación de este material acumulado significó un costo ambiental (emisiones de dióxido de carbono, consumo de energía y de materias primas, explosivos, gas oil, etc.) con sus consecuentes huellas de carbono (46), por lo que aprovecharlo significa optimizar los recursos y disminuir el impacto que genera la extracción primaria de áridos. Por otro lado, esta alternativa aplicada regionalmente, permite diversificar la demanda de agregados entre más fuentes de provisión, ejerciendo menores presiones extractivas focalizadas en pocos sitios. En el aspecto económico, esta reutilización redunda en un beneficio para los productores de mármoles, ya que podrán darle un valor agregado a un producto que actualmente consideran como descarte y podrán obtener mayor ganancia neta de las inversiones realizadas para la extracción primaria del material (gastos de maquinaria, gas oil, explosivos, personal, impuestos, etc.), aumentando la rentabilidad y optimizando los recursos. Además, podría significar un beneficio económico para las empresas constructoras que ejecutan las obras viales cercanas, y, por lo tanto, también para las dependencias gubernamentales, debido a que se reducirían los costos operativos y de transporte de materiales.

En cuanto a la viabilidad técnica, el material mostró un adecuado comportamiento en relación a su resistencia y a otros parámetros que condicionan su servicio, como la plasticidad. No obstante, no cumple con todos los requisitos establecidos en los pliegos. Es posible que sea necesaria la adecuación de los proyectos y de los cálculos estructurales para el uso de estos materiales no convencionales, sin dejar de ponderar factores económicos y ambientales (47). Además, la disposición actual del material en numerosas escombreras correspondientes a diferentes periodos de producción, puede generar una importante variabilidad de una a otra, por lo que serán necesarias caracterizaciones independientes de cada una y un adecuado manejo de los acopios. Para asegurar la homogeneidad y la calidad del material resultante, se proponen la siguiente secuencia y parámetros de trabajo: 1) Extracción del material de las escombreras actuales y cribado por una grilla de abertura cuadrada de 32mm. Este movimiento podría realizarse con pala cargadora sobre una grilla inclinada; 2) Mezclado y homogeneización del material pasante y acopiado en pilas menores a 1000 t; 3) Caracterización de cada lote mediante ensayos de laboratorio incluyendo, al menos, granulometría, plasticidad, Proctor y VSR; 4) En caso de que los valores obtenidos en los ensayos cumplan con los requerimientos pre-establecidos, se procederá a la carga y transporte a la obra para su directa distribución y compactación.

En base a todo lo mencionado, se considera que la utilización de las escombreras de mármoles que se generan en la industria de los minerales calcáreos, para la ejecución de capas granulares que conforman la estructura de un camino, es una alternativa ambientalmente sustentable, económicamente conveniente y técnicamente viable.

Por último, cabe mencionar que esta problemática de acumulación de materiales calcáreos de descarte en escombreras también fue observada en otros sitios de Argentina. Se recomienda ejecutar caracterizaciones similares de las mismas para evaluar la posibilidad de utilizar materiales alternativos o no convencionales en las obras viales, con el objeto de que la industria de la construcción pueda contribuir en la mitigación de los impactos ambientales de las industrias primarias, disminuyendo también el propio impacto y sin afectar la calidad y las prestaciones técnicas de las estructuras en servicio.