Calidad y durabilidad de áridos metamórficos empleados en capas de rodadura gallegas bajo el efecto de la sal y una climatología extrema

Resumen

El uso del NaCl (sal común) en forma de salmuera está muy extendido durante el mantenimiento invernal de las carreteras españolas, pero este compuesto incide de forma negativa tanto en el medio ambiente como en las propias carreteras. Por este motivo, es necesario realizar un estudio detallado del efecto que tiene la sal cuando es esparcida sobre las carreteras en invierno. Además, esta sal puede permanecer en las superficies de las carreteras durante el verano, donde se pueden alcanzar temperaturas muy superiores a los 40º C. Por este motivo, es necesario considerar también estas condiciones en la evaluación de la durabilidad de una carretera. Por estos motivos, en esta tesis se ha estudiado la capa más superficial de una carretera y, por tanto, más expuesta a los efectos de la sal y agentes meteóricos (capa de rodadura). Estas capas están constituidas por mezclas asfálticas, cuyo mayor componente son los áridos de origen pétreo. Estos materiales son los principales responsables de la calidad y durabilidad de estas mezclas bituminosas por lo que es necesario analizar cómo se comportan bajo el efecto de la sal y en condiciones climatológicas adversas (invierno-verano). Los materiales estudiados fueron esquistos y anfibolitas explotadas en una cantera gallega, próxima a Santiago de Compostela. Esta cantera ha suministrado áridos y mezclas bituminosas a numerosas carreteras y autovías de la región, ya que dispone de su propia planta asfáltica. Antes de evaluar la calidad y durabilidad de los áridos explotados cantera, se realizó un primer análisis de los materiales presentes en los frentes de extracción mediante técnicas petrográficas y petrofísicas. Durante este primer análisis se localizaron tres litologías principales en los frentes de extracción, esquistos con distena, paragneises y anfibolitas. Los esquistos con distena y paragneis debido a su estructura interna foliada y mayor porosidad fueron los materiales menos resistentes y, por tanto, de menor calidad. Especialmente los esquistos con distena, que presentaban el mayor contenido en micas, tamaño de grano y porosidad. La evaluación del efecto del NaCl y la climatología extrema se realizó en los tres estadios de producción del árido, estadio inicial (piedra natural), estadio intermedio (árido) y estadio final (mezcla bituminosa). De este modo se observó cómo el proceso de fabricación del árido y de la mezcla bituminosa produjo el deterioro físico del material pétreo. Dicho deterioro fue más intenso cuanto mayor fue el grado de procesado del material y afectó en mayor grado al esquisto con distena y paragneis al ser menos resistentes que la anfibolita. Los efectos del NaCl y la climatología extremas también deterioraron físicamente al árido, debido a los cambios de volumen de la salmuera utilizada durante los ensayos, que generó tensiones internas en los poros del material pétreo debilitándolo y fracturándolo. Dichos cambios de volumen se produjeron, bien por la congelación y descongelación de la salmuera en el interior del material pétreo (condiciones invernales), bien por la precipitación de la sal por la evaporación de agua (condiciones estivales). Igualmente, fueron los esquistos con distena y paragneises los materiales más afectados por ambos procesos, debido a su estructura interna y mayor porosidad de partida. Finalmente, fue el efecto combinado del NaCl, el agua y las altas temperaturas (condiciones estivales), el que más deterioró a los materiales analizados. Este proceso no está considerado actualmente en ningún tipo de normativa o ensayo por lo que se recomienda tomar medidas al respecto.