Calidad de materiales

CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LOS HORIZONTES ARCILLOSOS DE LA FORMACIÓN MESA, SECTOR OESTE DE CIUDAD BOLÍVAR: SU PRODUCCIÓN Y

ENSAYOS DE BLOQUES Y LADRILLOS BTC. PROYECTO INDUSTRIAL DE FABRICACIÓN DE BLOQUES COCIDOS DE EPSI ALFARERÍA BOLÍVAR

PHISICO-CHEMICAL CHARACTERIZATION OF CLAY HORIZONS OF MESA FORMATION, CIUDAD BOLIVAR WEST SIDE: ITS PRODUCTION AND TESTING OF BTC BLOCKS AND

BRICKS. “EPSI ALFARERIA BOLIVAR” COOKED BLOCKS MANUFACTURING INDUSTRIAL PROJECT

1 2 3 4 5José Herrero N. Ángel R. P. Paulo G. C. Carlos Boscarello Reinaldo Rodríguez Verlinda Lizardi 6José Freites

Recibido: 9-2-12; Aprobado: 12-3-12.

RESUMENLa construcción de viviendas empleando materiales terrosos arcillosos en el mundo, desde tiempos inmemoriales, ha sido una alternativa válida, poco costosa y ambientalmente presentando numerosas ventajas. El tapial y el adobe son sus expresiones más típicas. Hoy día el suelo-cemento, el ladrillo cerámico, la termo-arcilla, el bioblock, la termita, la sudorita, el bloque de tierra compactado con o sin cemento y otros estabilizantes, son comunes y de extensivo empleo. FUNDA-GEOMINAS, como línea de investigación sobre estos materiales no convencionales, ha venido investigando su caracterización, fabricación y pruebas de laboratorio, particularmente lo relativo a bloques macizos crudos, comprimidos, de materiales arcillosos que ocurren en la Formación Mesa, con arena y estabilizantes de interés ecológico, como son: escaso cemento Portland (5-8%), cal hidratada (2-4%), escoria de fundición (3-4%), vidrio molido (2-4%), en cuyo ciclo de fabricación el insumo energético es relativamente bajo, lo cual genera también un impacto ambiental menor, pero con resistencia geomecánica aceptable en comparación al bloque de concreto y otros tipos de ladrillos. Las resistencias obtenidas a la compresión directa (3-7,83 MPa), a flexión (0,35-0,79 MPa), así como sus relativos bajos valores de absorción de agua (5,5-7,6%), elevadas resistencias al impacto (1,0-5,67 m), entre otras más, le confieren interesantes propiedades para su empleo en construcción y muros, en zonas de abundantes reservas de materiales arcillosos y arena, principalmente. El bloque BTC, hoy día en la mira a nivel mundial, es el objetivo principal como material estructural y alternativa bio-climática y ornamental. La fabricación industrial de bloques cocidos huecos (55.296 unidades/día) en la planta en construcción (ALFA BOLIVAR) constituye un importante proyecto con materia prima local para abastecimiento en el país y con posibilidades de exportación.Palabras clave: Arcilla, bloque BTC, compactación, estabilizante, resistencia a compresión.

ABSTRACTHousing construction using earthy clay materials in the world, since immemorial time, has been a valid alternative, inexpensive and environmentally displaying numerous advantages. The mud and adobe are its most typical. Today the soil cement, ceramic brick, thermo-clay, BioBlock, thermite, the sudorite, compacted earth block with or without cement and other stabilizers, are common and extensive use. FUNDA-GEOMINAS, as a line of research on these unconventional materials characterization has been researching its manufacturing and laboratory tests, particularly as regards raw solid blocks, compressed, of clay materials that occur in the Mesa Formation, with sand and stabilizers of ecological interest, such as: low Portland cement (5-8%), hydrated lime (2-4%), smelting slag (3-4%), ground glass (2-4%), in which manufacturing cycle energy input is relatively low, which also generates less environmental impact, but with acceptable geomechanics resistance compared to concrete block and other blocks. The resistors obtained direct compression (3 to 7.83 MPa), flexural (0.35 to 0.79 MPa) and its relatively low water absorption values (5.5 to 7.6%), high impact strength (1.0 to 5.67 m), among others, give interesting properties for use in construction and walls in areas of abundant reserves of sand and clay materials, mainly. The BTC block, now in the spotlight worldwide, is the main goal as a structural material and alternative bio-climatic and ornamental. The industrial manufacture of hollow blocks cooked (55,296 units/day) in the plant under construction (ALFABOLIVAR) is an important project with local raw material in order to supply the country and export possibilities.Keywords: BTC block, clay, compacting, compressive strength, stabilizing.

1Ing°Geó°, MEng. Profesor titular UDO, e-mail: joseherreron@hotmail.com2Ing°Min°, MSc. Profesor asociado UDO, e-mail: arppgc@hotmail.com3Geó°, MSc. profesor Universidad Gran Mariscal de Ayacucho, e-mail: cboscarello@gmail.com4Geó°. PDVSA-Maturín, e-mail: reinaldo.geol@gmail.com5Geó°. Ejercicio libre, e-mail: babyver2021@ghotmail.com6Geó° Instituto Autónomo Minas Bolívar (IAMIB). e-mail: jfreite@gmail.com

GEOMINAS, Vol. 40, N° 57/58, abril/agosto 2012 3

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites

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Caracterización físico-química de los horizontes ...

INTRODUCCIÓN plasticidad, humedad, densidad, peso de tierra estabilizada y compactada (BTC).La Fundación de la Escuela de Ciencias de unitario, retracción a las muestras de la Tierra (FUNDA-GEOMINAS), sigue la tierra, resistencias a la compresión y OBJETIVOS ESPECÍFICOSlínea de investigación aplicada, sobre flexión, impacto, absorción de agua, Identificar loas características físicas y materiales térreos no convencionales con abrasión por goteo, módulo de rotura, mecánicas de los materiales de arcilla de fines de construcción a más bajo costo y al resistencia a la adherencia, entre otros mediana-alta plasticidad, y de arena, menor impacto ambiental (ciclo de vida) más, a los bloques y ladrillos producidos. muestreadas con fines de fabricación de posible en la fabricación de bloques y Vista la crisis que a nivel del mundo se bloques y ladrillos BTC.ladrillos macizos, cuyas resistencias incrementa día a día, el empleo de Compactar diferentes mezclas de arcilla, geomecánicas presentan valores materiales de construcción que no arena y estabilizantes (cemento Portland: (compresión, bloques y ladrillos, flexión, demanda altos consumos energéticos, 5-8%, cal: 2-4%, escoria de hierro: 3-4%, impacto, absorción de agua, entre otros, adquiere mayor relevancia (Maldonado, vidrio molido: 2-4% y agua: 12-13%.muy aceptables en comparación con otros R.J. et al., 2001) la búsqueda de estos Determinar para cada tipo de bloques y similares obtenidos en el mercado. Para tipos de alternativas bioclimáticas. ladr i l lo fabr icado los pr incipales ello fueron adquiridas y adaptadas dos parámetros geomecánicos (resistencias a prensas hidráulicas de 30 y 20 t con sus HIPÓTESIS compresión y flexión, impacto, adherencia, aditamentos para los procesos de La mezcla de arena de granulometría erosión por goteo, retracción, humedad, compactación y ensayo/control de media con el material arcilloso de mediana entre otros).resistencias a compresión simple y flexión, a alta plasticidad provenientes de la Geoexploración y evaluación de reservas siguiendo normas UNE y otras aplicadas. Formación Mesa en el sector oeste de de material arcilloso con fines de Los análisis químicos se realizaron en el Ciudad Bolívar, conocido como Las Brisas fabricación industrial de bloques cocidos Centro de Geociencias del Núcleo Bolívar (Fig. 1), estabilizada con 5-8% de cemento con huecos por parte de la empresa ALFA y otros ensayos en el laboratorio de Suelos Portland, 2-4% de cal, 3-4% de escoria de BOLIVAR, cuya planta se encuentra en de dicha Escuela. Esta tecnología es hierro, 2-4% de vidrio molido y una fase de construcción.apropiada-aplicada-sostenible y durable humedad de 13%, compactada a un como solución parcial a la problemática de esfuerzo de 2,37 MPa, arrojaron, tanto en JUSTIFICACIÓNla vivienda y ornamento en general. el bloque crudo de 20 x 14 x 13 cm como en La crítica situación mundial en cuanto a El gran déficit de viviendas en el país (más el ladrillo de 25 x 12 x 6 cm, unas necesidades de vivienda, a costos de 3 millones), aunado a la crítica situación características físicas y geomecánicas accesibles, con materiales bioclimáticos y, eléctrica que atraviesa este sector, la aceptables, de interés para su empleo en en particular, en Venezuela, en donde, inflación que encarece las obras y construcción de viviendas y muros en además de la problemática del servicio materiales de construcción, le confiere el general. eléctrico imperante, obliga con prioridad, a empleo creciente de estos materiales la búsqueda de investigar y poner en bioclimáticos de gran efectividad térmica, OBJETIVO GENERAL marcha otras tecnologías alternativas una prioridad en la autoconstrucción y de Caracterizar física y químicamente los constructivas, incorporando insumos y un aprovechamiento más racional de los materiales arcillosos que ocurren en la materiales existentes en cada región. Es recursos naturales disponibles en cada Formación Mesa, en el sector oeste de el caso del empleo de tierra para fabricar región. Ciudad Bolívar para la fabricación y bloques y ladrillos, en los cuales la arcilla y Es el caso que en la Formación Mesa de ensayos mecánicos de bloques y ladrillos arena, junto a o t ros e lementos los estados Bolívar, Monagas y Anzoátegui ocurren importantes horizontes arcillosos y muy cuantiosas reservas de todo tipo de a r e n a s . P o r o t r a p a r t e , e l aprovechamiento de la abundante escoria de fundición, el vidrio y otras sustancias vegetales y minerales presentan ventajas ecológicas.Tanto el adobe como el tapial son técnicas muy utilizadas desde tiempos muy remotos. En China, la tierra pisada ocurre en el neolítico hace más de 5000 años. En España entre los edificios más famosos se encuentra la Alhambra de Granada. En Argentina, Catamarca, el yacimiento de Palo Blanco, tiene más de 2000 años. En Irán, la ciudad bimilenaria Arg-é Bam, constituye la mayor estructura en tierra del mundo. En Venezuela, son famosas las construcciones Casa natal del Libertador, Catedral de Caracas, Quinta Anauco, Convento de San Francisco, Casa del Congreso de Angostura en Ciudad Bolívar, Fortín Solano en Puerto Cabello, entre otros más, en los cuales se emplearon e s t o s t i p o s d e a r q u i t e c t u r a y construcciones.Por otra parte, numerosos estabilizantes han venido utilizándose para mejorar la calidad del suelo (Roux, G., 2002). Varios ensayos se realizan para determinar las propiedades físico-químicas de la tierra a emplear, tanto de campo como de laboratorio. Así, la distribución química de sales, óxidos, sulfatos, cloruros, materia orgánica presente es ya una rutina necesaria, y común, también es conocer las propiedades físicas: granulometría,

estabilizantes, son una posibilidad cierta, en la cual el tipo BTC, diferentes proporciones con el % de tierra, resultando que la es uno de los exponentes sobresalientes. En los estados sur- proporción de 30% de mucílago logra una resistencia de 63

2orientales, extensos horizontes geológicos de arena y material kg/cm , mientras que con triturado de llanta (con 15 y 20%) arcilloso de la Formación Mesa ocurren con inmensas reservas, alcanza valores de resistencia a compresión, de 67 y 80,22

2que confieren gran factibilidad, tanto a nivel artesanal kg/cm , respectivamente, por encima del valor según norma (autoconstrucción), como industrialmente para masificar este mexicana (NMX-C-404-ONNCCE-1997).sistema de construcción. Otros investigadores con experiencias de interés en el campo de Numerosas ventajas ofrece el bloque de tierra compactada y los adobes, BTC, estabilizantes, normas y otros aspectos afines, estabilizada (BTC) en la construcción de viviendas: son más que se pueden enumerar, son: Claret,K.E. (1954) et al., Portland frescas, estéticamente más naturales, aprovechamiento de la Cement Association (1959), Upal, Y.S. et al. (1957), Maldonado pendiente del terreno, bajo costo del transporte del material, fácil R.J. et al.(2001), Gatani, M.P. ( 2000), Basterra O.,L.A.(2003), procedimiento operativo, bajo consumo energético del ciclo de Gernot,M.(2005), Metabilec (1988), ArquiBio (2008), Mazarrón, F. vida, menor impacto ambiental, fuente de empleo, resistencia R. et al. (2011), Yamashiro, K. R. et al., Montalvo et al., Rodriguez adecuada, entre otros más. D., M. A., Roux, R. et al. (2009), Stulz, R. et al.Por otra parte, en el sector Las Brisas al oeste de la capital bolivarense, la Gobernación del estado Bolívar, en una superficie Avances e investigaciones tecnológicas:de aproximadamente 50 ha se encuentra instalando una Planta Desde tiempos milenarios se ha venido trabajando con los de alfarería para producir bloques refractarios huecos, con una materiales térreos. Varios institutos, centros de investigación hoy producción de 55.296 unidades/día. Para ello requiere día llevan a cabo grandes adelantos en numerosos países en volúmenes significativos de material arcilloso y de arena, en una esta materia. Así, Craterre de Francia, sobre la calidad del suelo-proporción de 70:30. Los espesores determinados fueron de 6 m cemento, en Argentina el CRICYT y CEVE; Arqui-Tierra de hasta más de 20 m. Ambos forman parte de los horizontes Uruguay; el Politécnico de Torino, siendo famosos los bloques superiores de la Formación Mesa. La arena presenta una BTC tipo Mattone de Italia; la Red Proterra, con la Universidad granulometría media con finos limo-arcillosos y espesores de 3 a Católica del Perú con sus trabajos de sismo-resistencia y 8 m y grandes reservas de varios millones de metros cúbicos, normalización de ensayos. Una información de Mukerji,K zona ésta actualmente en explotación como material de (ESCAP ,1987), por su interés, a nivel mundial, se incluye construcción para la fabricación de bloques convencionales por resumidamente en la figura 2, direcciones útiles, de algunos los ocupantes/propietarios de esos terrenos. países.

ANTECEDENTESNumerosos son los investigadores que se han dedicado al estudio y experimentación de los bloques BTC, entre ellos, mencionamos:Aldere, Carlos et al. (2009), en el CRIATIC, Argentina, trabajo éste sobre fabricación de bloque BTC, con limo (60%), arena (30%) y arcilla (10%), estabilizado con cemento que dio una

2resistencia a compresión de 70 kg/cm (7 MPa), relativamente considerada alta.Brummer, Mónica (2008),caracterizó un bloque macizo, formado por fibras vegetales de cáñamo industrial, cal hidratada natural y una mezcla de minerales, obteniendo coloración homogénea de los bloques, con textura superficial rugosa y uniforme suficiente para facilitar la adherencia de un posible revestimiento. Los

3ensayos arrojaron: densidad seca: 1,17 g/cm , masa seca: 5,35 2 2kg, resistencia a compresión: 15 kg/cm , a flexión: 6,4 kg / cm , y

absorción de agua, según UNE-EN-772-11/2001: 31,5%.Caballero, Ismael (2009), fabricó un bloque BTC, en prensa

2hidráulica con esfuerzo de compactación de 85 kg / cm , compuesto por arcilla (13%), limo (46%), arena (33%) y cal hidráulica (8%), logrando una resistencia a compresión de 65,8

2 2kg/cm y a flexión, de 9,17 kg / cm .Etchebarne, Rosario et al. (2008), con su línea de investigación de bioconstrucción de bloques BTC, en prensa mecánica tipo CINVA-RAM, dimensiones 29 x 14 x 10 cm, empleando sólo tierra (arena gruesa, arcilla de gran cohesión con índice de plasticidad <18%; cemento: 8-12%, y agua. Los bloques, según ensayos,

2mostraron >40 kg/cm , muy superiores a los mampuestos tradicionales.Galindez, Fernando (2007) investigó el empleo de un material alternativo, bloques de tierra cruda comprimidos (BTC), sin adición de cemento, compactando las tierras arcillosas a

2presiones de 4, 6 y 8 kg/cm , obteniendo demostrar que a mayor plasticidad, sometidas a su vez a mayor presión, la resistencia a

2la compresión del mampuesto, aumenta (44 kg/cm ). También realizó y obtuvo resultados adecuados en la impermeabilización de los bloques BTC, con aceite quemado de vehículos.Grupo Plana S.L. (1999), fabricaron bloque macizo, peso 7,15 kg

2(29,5 x 14,5 x 9 cm), comprimido a hiperpresión de 100 kg/cm , a base de tierra cruda; arena (40%), limo (45%) y arcilla (15%), estabilizado con cemento, cal y puzolanas naturales. Las

2resistencia alcanzadas a los 78 días, de 71,8 kg/cm , a flexión 210.6 kg/cm al 50% húmedo y una resistencia final máxima a los

700 días.Roux, Rubén y Aranda, Yolanda (2009), sobre una edificación sustentable, pretendiendo mejorar los materiales de tierra cruda con la concentración de mucílago y triturado de llanta, dosificando

Enlaces de gran interés, por países, se pueden consultar en RED construTIERRA (2012), que documentan experiencias, normas, ensayos, insumos, equipos, entre otras informaciones útiles a investigadores y tesistas técnicos y universitarios.También se dispone de filmes/videos sobre construcción con tierra cruda, en algunos países (Arquitecturas de Tierra (Fevereiro ,2009).

METODOLOGÍAEsta investigación puede considerarse de tipo exploratoria (Castañeda, J y otros, 2002) y de estudio correlativo (Hernández Sampieri y otros 1991, 1998), y por Hurtado de B, J. (2.000), con sus diez pasos del ciclo holístico de la investigación, desde exploración hasta evaluación para un proyecto determinado. Ello permitió desarrollar la hipótesis y determinar el valor que tienen las variables relacionadas. Así, la metodología propuesta y seguida en esta investigación, según la figura 3 consistió en abordar las fases que se describen en la figura 4.En otros casos, de emprenderse proyectos de cierta magnitud con esos bloques/ladrillos, se deberá contar con la permisología minera y ambiental respectiva para la explotación, así como de su grado mayor de mecanización en la producción, a fin de bajar los costos y lograr una mejor eficiencia operativa.

GEOLOGÍA Y MUESTREO DE LOS DEPÓSITOS DE ARCILLALos horizontes de arenas y arcillas de la Formación Mesa se encuentran aflorando al Sur del río Orinoco, extendiéndose hasta el cuadrante norte-noroeste y sur-suroeste de los sectores denominados Fundo Mauricio y San Benito, conformando un relieve de lomeríos ondulados, de pendientes suaves, interceptado por drenajes dendríticos, desarrollando cárcavas de escarpes inclinados, en cuyos bordes se observan las capas arcillosas, aflorando con buzamiento casi sub-horizontal, con texturas moteadas, enriquecidas en minerales de óxidos hidratados de hierro, de limonita y hematita. Estos infrayacen a los horizontes de arenas de color rojizo. En los sectores de las areneras Comercial El Alba y Fundo San Antonio las capas de arcilla mantienen el mismo espesor a partir de la cota 80 m.s.n.m. En el sector de la mina Los Caminos de Dios más al Norte, la Formación Mesa se acuña discordantemente con gneises migmatíticos del Complejo de Imataca. Al Oeste del fundo San

Figura 1. Ubicación de las áreas de exploración en el sector las Brisas, Ciudad Bolívar, municipio Heres.

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites

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Caracterización físico-química de los horizontes ...

INTRODUCCIÓN plasticidad, humedad, densidad, peso de tierra estabilizada y compactada (BTC).La Fundación de la Escuela de Ciencias de unitario, retracción a las muestras de la Tierra (FUNDA-GEOMINAS), sigue la tierra, resistencias a la compresión y OBJETIVOS ESPECÍFICOSlínea de investigación aplicada, sobre flexión, impacto, absorción de agua, Identificar loas características físicas y materiales térreos no convencionales con abrasión por goteo, módulo de rotura, mecánicas de los materiales de arcilla de fines de construcción a más bajo costo y al resistencia a la adherencia, entre otros mediana-alta plasticidad, y de arena, menor impacto ambiental (ciclo de vida) más, a los bloques y ladrillos producidos. muestreadas con fines de fabricación de posible en la fabricación de bloques y Vista la crisis que a nivel del mundo se bloques y ladrillos BTC.ladrillos macizos, cuyas resistencias incrementa día a día, el empleo de Compactar diferentes mezclas de arcilla, geomecánicas presentan valores materiales de construcción que no arena y estabilizantes (cemento Portland: (compresión, bloques y ladrillos, flexión, demanda altos consumos energéticos, 5-8%, cal: 2-4%, escoria de hierro: 3-4%, impacto, absorción de agua, entre otros, adquiere mayor relevancia (Maldonado, vidrio molido: 2-4% y agua: 12-13%.muy aceptables en comparación con otros R.J. et al., 2001) la búsqueda de estos Determinar para cada tipo de bloques y similares obtenidos en el mercado. Para tipos de alternativas bioclimáticas. ladr i l lo fabr icado los pr incipales ello fueron adquiridas y adaptadas dos parámetros geomecánicos (resistencias a prensas hidráulicas de 30 y 20 t con sus HIPÓTESIS compresión y flexión, impacto, adherencia, aditamentos para los procesos de La mezcla de arena de granulometría erosión por goteo, retracción, humedad, compactación y ensayo/control de media con el material arcilloso de mediana entre otros).resistencias a compresión simple y flexión, a alta plasticidad provenientes de la Geoexploración y evaluación de reservas siguiendo normas UNE y otras aplicadas. Formación Mesa en el sector oeste de de material arcilloso con fines de Los análisis químicos se realizaron en el Ciudad Bolívar, conocido como Las Brisas fabricación industrial de bloques cocidos Centro de Geociencias del Núcleo Bolívar (Fig. 1), estabilizada con 5-8% de cemento con huecos por parte de la empresa ALFA y otros ensayos en el laboratorio de Suelos Portland, 2-4% de cal, 3-4% de escoria de BOLIVAR, cuya planta se encuentra en de dicha Escuela. Esta tecnología es hierro, 2-4% de vidrio molido y una fase de construcción.apropiada-aplicada-sostenible y durable humedad de 13%, compactada a un como solución parcial a la problemática de esfuerzo de 2,37 MPa, arrojaron, tanto en JUSTIFICACIÓNla vivienda y ornamento en general. el bloque crudo de 20 x 14 x 13 cm como en La crítica situación mundial en cuanto a El gran déficit de viviendas en el país (más el ladrillo de 25 x 12 x 6 cm, unas necesidades de vivienda, a costos de 3 millones), aunado a la crítica situación características físicas y geomecánicas accesibles, con materiales bioclimáticos y, eléctrica que atraviesa este sector, la aceptables, de interés para su empleo en en particular, en Venezuela, en donde, inflación que encarece las obras y construcción de viviendas y muros en además de la problemática del servicio materiales de construcción, le confiere el general. eléctrico imperante, obliga con prioridad, a empleo creciente de estos materiales la búsqueda de investigar y poner en bioclimáticos de gran efectividad térmica, OBJETIVO GENERAL marcha otras tecnologías alternativas una prioridad en la autoconstrucción y de Caracterizar física y químicamente los constructivas, incorporando insumos y un aprovechamiento más racional de los materiales arcillosos que ocurren en la materiales existentes en cada región. Es recursos naturales disponibles en cada Formación Mesa, en el sector oeste de el caso del empleo de tierra para fabricar región. Ciudad Bolívar para la fabricación y bloques y ladrillos, en los cuales la arcilla y Es el caso que en la Formación Mesa de ensayos mecánicos de bloques y ladrillos arena, junto a o t ros e lementos los estados Bolívar, Monagas y Anzoátegui ocurren importantes horizontes arcillosos y muy cuantiosas reservas de todo tipo de a r e n a s . P o r o t r a p a r t e , e l aprovechamiento de la abundante escoria de fundición, el vidrio y otras sustancias vegetales y minerales presentan ventajas ecológicas.Tanto el adobe como el tapial son técnicas muy utilizadas desde tiempos muy remotos. En China, la tierra pisada ocurre en el neolítico hace más de 5000 años. En España entre los edificios más famosos se encuentra la Alhambra de Granada. En Argentina, Catamarca, el yacimiento de Palo Blanco, tiene más de 2000 años. En Irán, la ciudad bimilenaria Arg-é Bam, constituye la mayor estructura en tierra del mundo. En Venezuela, son famosas las construcciones Casa natal del Libertador, Catedral de Caracas, Quinta Anauco, Convento de San Francisco, Casa del Congreso de Angostura en Ciudad Bolívar, Fortín Solano en Puerto Cabello, entre otros más, en los cuales se emplearon e s t o s t i p o s d e a r q u i t e c t u r a y construcciones.Por otra parte, numerosos estabilizantes han venido utilizándose para mejorar la calidad del suelo (Roux, G., 2002). Varios ensayos se realizan para determinar las propiedades físico-químicas de la tierra a emplear, tanto de campo como de laboratorio. Así, la distribución química de sales, óxidos, sulfatos, cloruros, materia orgánica presente es ya una rutina necesaria, y común, también es conocer las propiedades físicas: granulometría,

estabilizantes, son una posibilidad cierta, en la cual el tipo BTC, diferentes proporciones con el % de tierra, resultando que la es uno de los exponentes sobresalientes. En los estados sur- proporción de 30% de mucílago logra una resistencia de 63

2orientales, extensos horizontes geológicos de arena y material kg/cm , mientras que con triturado de llanta (con 15 y 20%) arcilloso de la Formación Mesa ocurren con inmensas reservas, alcanza valores de resistencia a compresión, de 67 y 80,22

2que confieren gran factibilidad, tanto a nivel artesanal kg/cm , respectivamente, por encima del valor según norma (autoconstrucción), como industrialmente para masificar este mexicana (NMX-C-404-ONNCCE-1997).sistema de construcción. Otros investigadores con experiencias de interés en el campo de Numerosas ventajas ofrece el bloque de tierra compactada y los adobes, BTC, estabilizantes, normas y otros aspectos afines, estabilizada (BTC) en la construcción de viviendas: son más que se pueden enumerar, son: Claret,K.E. (1954) et al., Portland frescas, estéticamente más naturales, aprovechamiento de la Cement Association (1959), Upal, Y.S. et al. (1957), Maldonado pendiente del terreno, bajo costo del transporte del material, fácil R.J. et al.(2001), Gatani, M.P. ( 2000), Basterra O.,L.A.(2003), procedimiento operativo, bajo consumo energético del ciclo de Gernot,M.(2005), Metabilec (1988), ArquiBio (2008), Mazarrón, F. vida, menor impacto ambiental, fuente de empleo, resistencia R. et al. (2011), Yamashiro, K. R. et al., Montalvo et al., Rodriguez adecuada, entre otros más. D., M. A., Roux, R. et al. (2009), Stulz, R. et al.Por otra parte, en el sector Las Brisas al oeste de la capital bolivarense, la Gobernación del estado Bolívar, en una superficie Avances e investigaciones tecnológicas:de aproximadamente 50 ha se encuentra instalando una Planta Desde tiempos milenarios se ha venido trabajando con los de alfarería para producir bloques refractarios huecos, con una materiales térreos. Varios institutos, centros de investigación hoy producción de 55.296 unidades/día. Para ello requiere día llevan a cabo grandes adelantos en numerosos países en volúmenes significativos de material arcilloso y de arena, en una esta materia. Así, Craterre de Francia, sobre la calidad del suelo-proporción de 70:30. Los espesores determinados fueron de 6 m cemento, en Argentina el CRICYT y CEVE; Arqui-Tierra de hasta más de 20 m. Ambos forman parte de los horizontes Uruguay; el Politécnico de Torino, siendo famosos los bloques superiores de la Formación Mesa. La arena presenta una BTC tipo Mattone de Italia; la Red Proterra, con la Universidad granulometría media con finos limo-arcillosos y espesores de 3 a Católica del Perú con sus trabajos de sismo-resistencia y 8 m y grandes reservas de varios millones de metros cúbicos, normalización de ensayos. Una información de Mukerji,K zona ésta actualmente en explotación como material de (ESCAP ,1987), por su interés, a nivel mundial, se incluye construcción para la fabricación de bloques convencionales por resumidamente en la figura 2, direcciones útiles, de algunos los ocupantes/propietarios de esos terrenos. países.

ANTECEDENTESNumerosos son los investigadores que se han dedicado al estudio y experimentación de los bloques BTC, entre ellos, mencionamos:Aldere, Carlos et al. (2009), en el CRIATIC, Argentina, trabajo éste sobre fabricación de bloque BTC, con limo (60%), arena (30%) y arcilla (10%), estabilizado con cemento que dio una

2resistencia a compresión de 70 kg/cm (7 MPa), relativamente considerada alta.Brummer, Mónica (2008),caracterizó un bloque macizo, formado por fibras vegetales de cáñamo industrial, cal hidratada natural y una mezcla de minerales, obteniendo coloración homogénea de los bloques, con textura superficial rugosa y uniforme suficiente para facilitar la adherencia de un posible revestimiento. Los

3ensayos arrojaron: densidad seca: 1,17 g/cm , masa seca: 5,35 2 2kg, resistencia a compresión: 15 kg/cm , a flexión: 6,4 kg / cm , y

absorción de agua, según UNE-EN-772-11/2001: 31,5%.Caballero, Ismael (2009), fabricó un bloque BTC, en prensa

2hidráulica con esfuerzo de compactación de 85 kg / cm , compuesto por arcilla (13%), limo (46%), arena (33%) y cal hidráulica (8%), logrando una resistencia a compresión de 65,8

2 2kg/cm y a flexión, de 9,17 kg / cm .Etchebarne, Rosario et al. (2008), con su línea de investigación de bioconstrucción de bloques BTC, en prensa mecánica tipo CINVA-RAM, dimensiones 29 x 14 x 10 cm, empleando sólo tierra (arena gruesa, arcilla de gran cohesión con índice de plasticidad <18%; cemento: 8-12%, y agua. Los bloques, según ensayos,

2mostraron >40 kg/cm , muy superiores a los mampuestos tradicionales.Galindez, Fernando (2007) investigó el empleo de un material alternativo, bloques de tierra cruda comprimidos (BTC), sin adición de cemento, compactando las tierras arcillosas a

2presiones de 4, 6 y 8 kg/cm , obteniendo demostrar que a mayor plasticidad, sometidas a su vez a mayor presión, la resistencia a

2la compresión del mampuesto, aumenta (44 kg/cm ). También realizó y obtuvo resultados adecuados en la impermeabilización de los bloques BTC, con aceite quemado de vehículos.Grupo Plana S.L. (1999), fabricaron bloque macizo, peso 7,15 kg

2(29,5 x 14,5 x 9 cm), comprimido a hiperpresión de 100 kg/cm , a base de tierra cruda; arena (40%), limo (45%) y arcilla (15%), estabilizado con cemento, cal y puzolanas naturales. Las

2resistencia alcanzadas a los 78 días, de 71,8 kg/cm , a flexión 210.6 kg/cm al 50% húmedo y una resistencia final máxima a los

700 días.Roux, Rubén y Aranda, Yolanda (2009), sobre una edificación sustentable, pretendiendo mejorar los materiales de tierra cruda con la concentración de mucílago y triturado de llanta, dosificando

Enlaces de gran interés, por países, se pueden consultar en RED construTIERRA (2012), que documentan experiencias, normas, ensayos, insumos, equipos, entre otras informaciones útiles a investigadores y tesistas técnicos y universitarios.También se dispone de filmes/videos sobre construcción con tierra cruda, en algunos países (Arquitecturas de Tierra (Fevereiro ,2009).

METODOLOGÍAEsta investigación puede considerarse de tipo exploratoria (Castañeda, J y otros, 2002) y de estudio correlativo (Hernández Sampieri y otros 1991, 1998), y por Hurtado de B, J. (2.000), con sus diez pasos del ciclo holístico de la investigación, desde exploración hasta evaluación para un proyecto determinado. Ello permitió desarrollar la hipótesis y determinar el valor que tienen las variables relacionadas. Así, la metodología propuesta y seguida en esta investigación, según la figura 3 consistió en abordar las fases que se describen en la figura 4.En otros casos, de emprenderse proyectos de cierta magnitud con esos bloques/ladrillos, se deberá contar con la permisología minera y ambiental respectiva para la explotación, así como de su grado mayor de mecanización en la producción, a fin de bajar los costos y lograr una mejor eficiencia operativa.

GEOLOGÍA Y MUESTREO DE LOS DEPÓSITOS DE ARCILLALos horizontes de arenas y arcillas de la Formación Mesa se encuentran aflorando al Sur del río Orinoco, extendiéndose hasta el cuadrante norte-noroeste y sur-suroeste de los sectores denominados Fundo Mauricio y San Benito, conformando un relieve de lomeríos ondulados, de pendientes suaves, interceptado por drenajes dendríticos, desarrollando cárcavas de escarpes inclinados, en cuyos bordes se observan las capas arcillosas, aflorando con buzamiento casi sub-horizontal, con texturas moteadas, enriquecidas en minerales de óxidos hidratados de hierro, de limonita y hematita. Estos infrayacen a los horizontes de arenas de color rojizo. En los sectores de las areneras Comercial El Alba y Fundo San Antonio las capas de arcilla mantienen el mismo espesor a partir de la cota 80 m.s.n.m. En el sector de la mina Los Caminos de Dios más al Norte, la Formación Mesa se acuña discordantemente con gneises migmatíticos del Complejo de Imataca. Al Oeste del fundo San

Figura 1. Ubicación de las áreas de exploración en el sector las Brisas, Ciudad Bolívar, municipio Heres.

Figura 2. Direcciones útiles de algunos países.

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites Caracterización físico-química de los horizontes ...

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Benito, la Formación Mesa se extiende Brisas, con sus áreas y espesores de la Referente a la absorción de humedad, hasta el sector del fundo San Antonio y arcilla en las tres localizaciones los valores 5,50 a 7,60 (%), se aflora como una secuencia de arena de evaluadas. encuentran en el rango, según norma color gris a blancuzca de grano medio a Las arenas de los depósitos de los COVENIN (5,7%) para los tres tipos de fina, granulometría ésta ideal para Caminos de Dios son de colores rojizas y b l o q u e s / l a d r i l l o . L o s v a l o r e s elaborar mezclas con arcillas en blanquecinas, de grano medio a fino, con determinados mediante el ensayo de proporciones de 30%, con fines de fragmentos de cuarzo subanguloso de 2- adherencia, relativamente bajos, producir ladrillos y bloques. 4 mm de diámetro; los de la mina pueden deberse a que los morteros El origen de estas secuencias arcillosas Comercial El Alba presentan granos de preparados iguales que las respectivas se atribuye al avance transgresivo de los medio a finos y color blanquecino- mezclas de los bloques fabricados, frentes deltaicos en dirección NW-SE rojizas, y son ideales para alimentar, con deberían tener 70-80% en material sobre las depresiones erosionadas del proporciones de 30% la planta para granular, en vez de 51-59% de arena en cratón Precámbrico de Guayana; la fabricar los bloques huecos perforados, este caso.deposición de los sedimentos arcillosos mientras que las arenas del fundo San En cuanto a la estabilización empleando y limosos aconteció en un ambiente Benito, de color blanquecinas-rojizas, su los aditivos cemento Portland, cal, vidrio lacustre de aguas tranquilas que granulometría es de granos gruesos a y escoria, éstos alcanzaron 9-19%, el cubrieron extensas zonas de llanuras de gravosas. cual está aproximadamente en el rango inundación y zonas accidentadas que se de 15% máximo, recomendado en fueron rellenado, formando grandes RESULTADOS general. El porcentaje de cal (2-4%), espesores arcillosos durante un largo Caracterización del material conocido la alta plasticidad del material período del Plio-Pleistoceno, que arcilloso, arena y ensayos de bloques arci l loso, podría ser ventajoso presentan rumbo N24ºW y buzamiento y ladrillo: aumentarlo y observar su influencia en la NE 4º y 1ºSW. En la figura 5 se muestra Las proporciones por peso de las resistencia obtenida.una sección estratigráfica de la mezclas de arena y material arcilloso El ensayo de retracción del material Formación Mesa en el sector Las Brisas, con otros materiales arcilloso arrojó los resultados siguientes:

3Fundo Mauricio del municipio Heres y en estabilizantes fueron las siguientes: Límite de contracción SL=6,55 cm /g, la figura 6, un posible modelo del 1. Bloques macizos BTC-M1: Arena: Relación de contracción=1,54 y proceso de sedimentación de facies 54,6%, material arcilloso: 23,4%, Contracción lineal=14,99.deltaicas acaecidas. cemento Portland: 5%, cal: 2%, agua: A los bloques macizos tipo M-2 ya Exploración y muestreo: 13%, vidrio molido: 2%. secados, después de 95 días, se le Durante la campaña geo-exploración de 2. Bloques macizos BTC-M-2: Arena: practicaron dos (2) perforaciones de perforación por parte del Instituto 51,75%, material arcilloso: 17,35%, diámetro 8 cm, reduciendo su peso en Autónomo Minas Bolívar de la cemento: 8%, cal 4%, Agua: 12%, 2,20 kg (23%), y realizado el ensayo de Gobernación del estado Bolívar se escoria de hierro:3%, vidrio: 4%. compresión resultó un valor de 4,56 empleó maquinaria a percusión 3. Ladrillos BTC: Arena: 59,20%, MPa, y la flexión, de 0,36 MPa. Ello combinada con sistema de rotación, ya material arcilloso: 14,80%, cemento: indica la posibilidad de su producción, que la arcilla se encuentra fuertemente 7%,cal: 3%, Agua: 12%, escoria de aligerando su peso, sin disminuir endurecida. Se cubrieron 16,03 ha, de hierro: 4% ostensiblemente su resistencia. El un total de 50 ha seleccionadas para la En los cuadros III y IV se presentan los ladrillo aligerado (23,66%) con un hueco evaluación geológica. El mallado pr inc ipa les parámet ros de las de 8 cm de diámetro, arrojó como diseñado fue de 100 x 100 m, con el mediciones realizadas a los bloques y resistencia a compresión 4,3 MPa y a p r o p ó s i t o d e d e t e r m i n a r l a s ladrillos, y de los principales ensayos f l ex ión 0 ,06 MPa , va lo r és te características físico-químicas y calcular practicados a los mismos con fines de relativamente bajo debido a la ubicación las reservas probadas y estimar las prueba. central en la cara mayor, lo cual debilita posibles, las cuales serán utilizadas su comportamiento.como materia prima en la planta de DISCUSIÓN DE RESULTADOS En cuanto a la impermeabilización del alfarería, construcción/instalación en la El grado de plasticidad de material bloque tipo M-2 mediante el empleo de capital bolivarense. arcilloso según los límites de Atterberg aceite quemado y efectuado el ensayo Se recolectaron 31 muestras de arcilla se clasifica como de tipo medio a alto, lo de agua fue de 2%, disminuyendo ésta provenientes de los núcleos de cual facilita una mejor compactación y 4%.per forac ión, las cuales fueron resistencia de los bloques y ladrillo Igualmente dos (2) ejemplares de cada mezcladas por sector (Cuadro I) para producidos, la cual aún podría mejorar si uno de los bloques BTC M-1 y M-2 y obtener tres representativas (ARC-01, se incrementase el esfuerzo en 2 t, o sea ladrillo BTC, fueron prensados a la ARC-02 y ARC-03), a las cuales le 20% en el proceso prensado durante la misma presión de 10 Tm sin adición de fueron determinados el análisis químico fabricación de los mismos. cemento ni otros estabilizantes, con y ensayos físicos (granulometría, El contenido de material orgánica, de resultados negativos no aceptables en densidad, l ímites de Atterberg, 2,19%, se encuentra por debajo de las c u a n t o a s u r e s i s t e n c i a y humedad, esponjamiento). La empresa normas aceptadas, así como los valores comportamiento a la absorción de agua.

+ +Metalcértima, con sede en Portugal, en de sulfatos Na + K , de 0,049%, es ≤ de a c u e r d o i n t e r n a c i o n a l c o n l a Normas vigentes0,06, límite recomendado, al igual que el

2+gobernación del estado Bolívar, realizó Numerosas son las normas existentes a Mg , de 0,019%, también es menor de ensayos industriales de cocción de nivel internacional para los diferentes 0,03, según la norma UNE.ladrillos perforados para generar sus e n s a y o s f í s i c o s , q u í m i c o s , El porcentaje de óxidos de hierro p r o p i e d a d e s g e o m e c á n i c a s mineralógicos y mecánicos de suelos, presentes en la arcilla (3,58%), más el (resistencias a compresión y flexión). bloques y ladrillos, así como de los aditivo de escoria de fundición (3-4%), Por otra parte, se recolectaron 14 aglomerantes y estabilizadores que se podrían ser considerados como altos en muestras de arena, de las cuales en 8 de mezclan con la arena y el material los bloques, sin embargo, es conocido ellas se practicaron ensayos físicos y arcilloso para la fabricación de los BTC. que en la mayoría de los casos, al no químicos. Se pueden mencionar algunos de ellos: emplearse refuerzos metálicos en la

plasticidad (UNE 103204: 1993), mampostería (caso en zonas de muy En el cuadro II se muestra el volumen de resistencia a compresión (UNE-EN 772-baja sismicidad), su influencia no reservas exploradas en el sector Las 1: 2002; IRAN 12586/04, norma representaría limitaciones significativas.

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Benito, la Formación Mesa se extiende Brisas, con sus áreas y espesores de la Referente a la absorción de humedad, hasta el sector del fundo San Antonio y arcilla en las tres localizaciones los valores 5,50 a 7,60 (%), se aflora como una secuencia de arena de evaluadas. encuentran en el rango, según norma color gris a blancuzca de grano medio a Las arenas de los depósitos de los COVENIN (5,7%) para los tres tipos de fina, granulometría ésta ideal para Caminos de Dios son de colores rojizas y b l o q u e s / l a d r i l l o . L o s v a l o r e s elaborar mezclas con arcillas en blanquecinas, de grano medio a fino, con determinados mediante el ensayo de proporciones de 30%, con fines de fragmentos de cuarzo subanguloso de 2- adherencia, relativamente bajos, producir ladrillos y bloques. 4 mm de diámetro; los de la mina pueden deberse a que los morteros El origen de estas secuencias arcillosas Comercial El Alba presentan granos de preparados iguales que las respectivas se atribuye al avance transgresivo de los medio a finos y color blanquecino- mezclas de los bloques fabricados, frentes deltaicos en dirección NW-SE rojizas, y son ideales para alimentar, con deberían tener 70-80% en material sobre las depresiones erosionadas del proporciones de 30% la planta para granular, en vez de 51-59% de arena en cratón Precámbrico de Guayana; la fabricar los bloques huecos perforados, este caso.deposición de los sedimentos arcillosos mientras que las arenas del fundo San En cuanto a la estabilización empleando y limosos aconteció en un ambiente Benito, de color blanquecinas-rojizas, su los aditivos cemento Portland, cal, vidrio lacustre de aguas tranquilas que granulometría es de granos gruesos a y escoria, éstos alcanzaron 9-19%, el cubrieron extensas zonas de llanuras de gravosas. cual está aproximadamente en el rango inundación y zonas accidentadas que se de 15% máximo, recomendado en fueron rellenado, formando grandes RESULTADOS general. El porcentaje de cal (2-4%), espesores arcillosos durante un largo Caracterización del material conocido la alta plasticidad del material período del Plio-Pleistoceno, que arcilloso, arena y ensayos de bloques arci l loso, podría ser ventajoso presentan rumbo N24ºW y buzamiento y ladrillo: aumentarlo y observar su influencia en la NE 4º y 1ºSW. En la figura 5 se muestra Las proporciones por peso de las resistencia obtenida.una sección estratigráfica de la mezclas de arena y material arcilloso El ensayo de retracción del material Formación Mesa en el sector Las Brisas, con otros materiales arcilloso arrojó los resultados siguientes:

3Fundo Mauricio del municipio Heres y en estabilizantes fueron las siguientes: Límite de contracción SL=6,55 cm /g, la figura 6, un posible modelo del 1. Bloques macizos BTC-M1: Arena: Relación de contracción=1,54 y proceso de sedimentación de facies 54,6%, material arcilloso: 23,4%, Contracción lineal=14,99.deltaicas acaecidas. cemento Portland: 5%, cal: 2%, agua: A los bloques macizos tipo M-2 ya Exploración y muestreo: 13%, vidrio molido: 2%. secados, después de 95 días, se le Durante la campaña geo-exploración de 2. Bloques macizos BTC-M-2: Arena: practicaron dos (2) perforaciones de perforación por parte del Instituto 51,75%, material arcilloso: 17,35%, diámetro 8 cm, reduciendo su peso en Autónomo Minas Bolívar de la cemento: 8%, cal 4%, Agua: 12%, 2,20 kg (23%), y realizado el ensayo de Gobernación del estado Bolívar se escoria de hierro:3%, vidrio: 4%. compresión resultó un valor de 4,56 empleó maquinaria a percusión 3. Ladrillos BTC: Arena: 59,20%, MPa, y la flexión, de 0,36 MPa. Ello combinada con sistema de rotación, ya material arcilloso: 14,80%, cemento: indica la posibilidad de su producción, que la arcilla se encuentra fuertemente 7%,cal: 3%, Agua: 12%, escoria de aligerando su peso, sin disminuir endurecida. Se cubrieron 16,03 ha, de hierro: 4% ostensiblemente su resistencia. El un total de 50 ha seleccionadas para la En los cuadros III y IV se presentan los ladrillo aligerado (23,66%) con un hueco evaluación geológica. El mallado pr inc ipa les parámet ros de las de 8 cm de diámetro, arrojó como diseñado fue de 100 x 100 m, con el mediciones realizadas a los bloques y resistencia a compresión 4,3 MPa y a p r o p ó s i t o d e d e t e r m i n a r l a s ladrillos, y de los principales ensayos f l ex ión 0 ,06 MPa , va lo r és te características físico-químicas y calcular practicados a los mismos con fines de relativamente bajo debido a la ubicación las reservas probadas y estimar las prueba. central en la cara mayor, lo cual debilita posibles, las cuales serán utilizadas su comportamiento.como materia prima en la planta de DISCUSIÓN DE RESULTADOS En cuanto a la impermeabilización del alfarería, construcción/instalación en la El grado de plasticidad de material bloque tipo M-2 mediante el empleo de capital bolivarense. arcilloso según los límites de Atterberg aceite quemado y efectuado el ensayo Se recolectaron 31 muestras de arcilla se clasifica como de tipo medio a alto, lo de agua fue de 2%, disminuyendo ésta provenientes de los núcleos de cual facilita una mejor compactación y 4%.per forac ión, las cuales fueron resistencia de los bloques y ladrillo Igualmente dos (2) ejemplares de cada mezcladas por sector (Cuadro I) para producidos, la cual aún podría mejorar si uno de los bloques BTC M-1 y M-2 y obtener tres representativas (ARC-01, se incrementase el esfuerzo en 2 t, o sea ladrillo BTC, fueron prensados a la ARC-02 y ARC-03), a las cuales le 20% en el proceso prensado durante la misma presión de 10 Tm sin adición de fueron determinados el análisis químico fabricación de los mismos. cemento ni otros estabilizantes, con y ensayos físicos (granulometría, El contenido de material orgánica, de resultados negativos no aceptables en densidad, l ímites de Atterberg, 2,19%, se encuentra por debajo de las c u a n t o a s u r e s i s t e n c i a y humedad, esponjamiento). La empresa normas aceptadas, así como los valores comportamiento a la absorción de agua.

+ +Metalcértima, con sede en Portugal, en de sulfatos Na + K , de 0,049%, es ≤ de a c u e r d o i n t e r n a c i o n a l c o n l a Normas vigentes0,06, límite recomendado, al igual que el

2+gobernación del estado Bolívar, realizó Numerosas son las normas existentes a Mg , de 0,019%, también es menor de ensayos industriales de cocción de nivel internacional para los diferentes 0,03, según la norma UNE.ladrillos perforados para generar sus e n s a y o s f í s i c o s , q u í m i c o s , El porcentaje de óxidos de hierro p r o p i e d a d e s g e o m e c á n i c a s mineralógicos y mecánicos de suelos, presentes en la arcilla (3,58%), más el (resistencias a compresión y flexión). bloques y ladrillos, así como de los aditivo de escoria de fundición (3-4%), Por otra parte, se recolectaron 14 aglomerantes y estabilizadores que se podrían ser considerados como altos en muestras de arena, de las cuales en 8 de mezclan con la arena y el material los bloques, sin embargo, es conocido ellas se practicaron ensayos físicos y arcilloso para la fabricación de los BTC. que en la mayoría de los casos, al no químicos. Se pueden mencionar algunos de ellos: emplearse refuerzos metálicos en la

plasticidad (UNE 103204: 1993), mampostería (caso en zonas de muy En el cuadro II se muestra el volumen de resistencia a compresión (UNE-EN 772-baja sismicidad), su influencia no reservas exploradas en el sector Las 1: 2002; IRAN 12586/04, norma representaría limitaciones significativas.

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites Caracterización físico-química de los horizontes ...

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En la figura 7 del proyecto de A L F A R E R Í A B O L Í V A R s e esquematiza en forma general el proceso industrial de fabricación de los bloques con huecos, los cuales, tendrán las dimensiones y pesos siguientes: 11 x 20 x 30 cm (4,5 kg); 15 x 20 x 30 cm (6 kg), y 22 x 20 x 30 cm (9 kg).Los pasos y equipos involucrados en el proceso de explotación y fabricación son: transporte por camiones hasta la planta, tanto la arcilla como la arena, desde las áreas a ser minadas; formación de pilas según los tipos de arcilla a ser utilizada; pala cargadora para alimentar el desmenuzador, que fraccionará los terrones de arcilla a <80 mm para ser depositada en los alimentadores lineales, que regularán su necesidad de acuerdo al volumen de producción requerido, luego un transportador de tela la conduce hasta el desintegrador que la dimensiona por debajo de 20 mm para facilitar el siguiente paso de la máquina laminadora desengrasadora, que tiene como función laminar la arcilla y reducirla entre 2 y 3 mm, de manera uni forme. Después la arc i l la proveniente del laminador pasa a la amasadora, que a través de un transportador recibe simultáneamente la arena dosificada/estipulada, para su homogenización de la mezcla. El porcentaje de arena será de 30%, descartándose el % que viene asociado a la propia arcilla. En la amasadora se adiciona agua necesaria. Al salir la mezcla lo dispersa por el pudidror mediante un transportador reversible, colocado en la parte elevada de la planta, dividido en dos zonas, de donde se alimentará el proceso de producción. La draga asegura que la alimentación sea uniforme y automática del proceso de preparación, abastecimiento el alimentador lineal de fabricación. El proyecto de explotación minera (arena y material arcilloso) se encuentra en fase de ejecución (agosto-diciembre 2011) por FUNDA-GEOMINAS-UDO.Las características físico-mecánicas de las arcillas para fabricar bloques de huecos perforados son: resistencia mecánica promedio en seco: 40

2kg/cm ; resistencia mecánica en 2cocido: 100 kg/cm ; retracción en

seco: <4% con material inerte (arena/en tamiz de 0,063 mm; <25% material inerte máx (arena) en tamiz 0,063 mm: 30%; retracción en seco-boliviana para cara vista (NB 1211002), tierra (UNE 414-10, dic. 2008);

cocido: <1,5%; absorción de agua a norma co lombiana) NTC 5324 Adherencia (UNE. EN 1052-3); Erosión temperatura de cocción: <13%, pérdida ICONTEC 2004); bloque de termo-arcilla (UNE-EN sin Código), límite de al rojo: <15%, sin presencia de (UNE-67046-88): Perú (ININVI, 1985); contracción (ASTM-127, AASMTOT-92), calcáreos, sales, sulfuros, entre otros.Chile (Norma 433, 1966, adobe); USA entre otras más.

(adobe y tapial, Code Nº 2.412); Australia CONCLUSIONES(HB 195-2002), España (41/SC 10 Sub PROCESO DE FABRICACIÓN DE 1. El material arcilloso que ocurre en la Comité AEN/CTN); Normalización de la LADRILLOS COCIDOS CON HUECOSFormación Mesa, sector Las Brisas, en

Figura 5. Sección estratigráfica tipo de la Formación Mesa en el Fundo Mauricio, sector Las Brisas. Fuente: IAMIB (2011).

Figura 6. Modelo de sedimentación de las facies deltaicas sobre el borde del Escudo Precámbrico de Guayana.

Figura 3. Fases de procesos Exploratorios-evaluativos, fabricación y ensayos de ladrillos y bloques BTC.

Figura 4. Descripción de las fases de investigación.

refractarios huecos y posibles bloques y ladrillos BTC. La arena suprayacente a la arcilla, con espesores de 4 a 8 m, es de tipo SM, limosa, con granulometría media a fina, presentando 25-30% de finos.2. Con las mezclas de arcilla y arena, empleadas para compactar los bloques BTC (M1 y M2) y ladrillo, y los estabilizantes (cemento, cal, escoria, vidrio y humedad óptima, mediante prensa hidráulica aplicando un esfuerzo de 10 Tm, se obtuvieron los bloques y ladrillos para las pruebas/ensayos f ís icos y mecánicos, una vez secados a la sombra por 28 días.3. El peso resultante de los bloques BTC M1 y M-2, fue de 9,568 y10,910 kg y del ladrillo BTC, de 6,05 kg, en consideración de sus dimensiones y volúmenes necesarios para una obra (33

2bloques BTC M-2/m vs. 12,5 2bloques de cemento/m , y de 975

2 2kg/m vs. 340 kg/m de peso en la mampostería estructural, esto constituye un factor desventajoso si se compara con el bloque tradicional de cemento, por lo cual es necesario aligerar su peso.4. La compactación obtenida para los bloques macizos (M-1 y M-2), de una densidad de la arcilla de

31,44 g/cm , de los bloques, de 1,92 3 3g/cm , del ladrillo, de 2,09 g/cm ,

alcanzó un incremento de 33,3% y del ladr i l lo , de 45,1%, respectivamente.5. Las res is tenc ias a la compresión obtenidas para los bloques BTC (mezclas M1 y M-2), de 3,02-6,10 MPa, y de 7,83 MPa para el ladrillo BTC, y de 0,55-0,79 MPa, y de 0,35 MPa para la r e s i s t e n c i a a f l e x i ó n , respectivamente, pueden ser considerados aceptables. Los demás resultados (impacto, humedad, adherencia, erosión por goteo), también presentan valores relativamente positivos.6. Los materiales estabilizantes empleados en esta investigación, según porcentaje por peso, pueden considerarse como adecuados, interpretándose que la resistencia a la compresión fue proporcional al porcentaje de cemento seleccionado para ambos tipos de bloques y ladrillo, al igual que el porcentaje de cal. El aglomerante escoria de fundición y del vidrio molido incrementan la densidad y peso de los bloques y

las localidades Comercial El Alba, Los Caminos de Dios y el ladrillo y, probablemente, fundo San Benito, Ciudad Bolívar, presenta media a alta contribuyen al incremento de la resistencia de los mismos.plasticidad (límite líquido 37-45 y límite plástico: 24-29, e 7. La humedad óptima seleccionada (12-13%) según ensayo índices plástico: 13-16), de tipo bentonítico, mayoritariamente de compactación realizada y el tipo de arcilla presente, de de composición montmorilonítica, con reservas importantes media-alta plasticidad, fue adecuada en la fabricación de los para su utilización industrial en la fabricación de bloques bloques y ladrillo, con un buen resultado de su forma y

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites Caracterización físico-química de los horizontes ...

4 GEOMINAS, Vol. 40, N° 57/58, abril/agosto 2012 GEOMINAS, abril/agosto 2012 5

En la figura 7 del proyecto de A L F A R E R Í A B O L Í V A R s e esquematiza en forma general el proceso industrial de fabricación de los bloques con huecos, los cuales, tendrán las dimensiones y pesos siguientes: 11 x 20 x 30 cm (4,5 kg); 15 x 20 x 30 cm (6 kg), y 22 x 20 x 30 cm (9 kg).Los pasos y equipos involucrados en el proceso de explotación y fabricación son: transporte por camiones hasta la planta, tanto la arcilla como la arena, desde las áreas a ser minadas; formación de pilas según los tipos de arcilla a ser utilizada; pala cargadora para alimentar el desmenuzador, que fraccionará los terrones de arcilla a <80 mm para ser depositada en los alimentadores lineales, que regularán su necesidad de acuerdo al volumen de producción requerido, luego un transportador de tela la conduce hasta el desintegrador que la dimensiona por debajo de 20 mm para facilitar el siguiente paso de la máquina laminadora desengrasadora, que tiene como función laminar la arcilla y reducirla entre 2 y 3 mm, de manera uni forme. Después la arc i l la proveniente del laminador pasa a la amasadora, que a través de un transportador recibe simultáneamente la arena dosificada/estipulada, para su homogenización de la mezcla. El porcentaje de arena será de 30%, descartándose el % que viene asociado a la propia arcilla. En la amasadora se adiciona agua necesaria. Al salir la mezcla lo dispersa por el pudidror mediante un transportador reversible, colocado en la parte elevada de la planta, dividido en dos zonas, de donde se alimentará el proceso de producción. La draga asegura que la alimentación sea uniforme y automática del proceso de preparación, abastecimiento el alimentador lineal de fabricación. El proyecto de explotación minera (arena y material arcilloso) se encuentra en fase de ejecución (agosto-diciembre 2011) por FUNDA-GEOMINAS-UDO.Las características físico-mecánicas de las arcillas para fabricar bloques de huecos perforados son: resistencia mecánica promedio en seco: 40

2kg/cm ; resistencia mecánica en 2cocido: 100 kg/cm ; retracción en

seco: <4% con material inerte (arena/en tamiz de 0,063 mm; <25% material inerte máx (arena) en tamiz 0,063 mm: 30%; retracción en seco-boliviana para cara vista (NB 1211002), tierra (UNE 414-10, dic. 2008);

cocido: <1,5%; absorción de agua a norma co lombiana) NTC 5324 Adherencia (UNE. EN 1052-3); Erosión temperatura de cocción: <13%, pérdida ICONTEC 2004); bloque de termo-arcilla (UNE-EN sin Código), límite de al rojo: <15%, sin presencia de (UNE-67046-88): Perú (ININVI, 1985); contracción (ASTM-127, AASMTOT-92), calcáreos, sales, sulfuros, entre otros.Chile (Norma 433, 1966, adobe); USA entre otras más.

(adobe y tapial, Code Nº 2.412); Australia CONCLUSIONES(HB 195-2002), España (41/SC 10 Sub PROCESO DE FABRICACIÓN DE 1. El material arcilloso que ocurre en la Comité AEN/CTN); Normalización de la LADRILLOS COCIDOS CON HUECOSFormación Mesa, sector Las Brisas, en

Figura 5. Sección estratigráfica tipo de la Formación Mesa en el Fundo Mauricio, sector Las Brisas. Fuente: IAMIB (2011).

Figura 6. Modelo de sedimentación de las facies deltaicas sobre el borde del Escudo Precámbrico de Guayana.

Figura 3. Fases de procesos Exploratorios-evaluativos, fabricación y ensayos de ladrillos y bloques BTC.

Figura 4. Descripción de las fases de investigación.

refractarios huecos y posibles bloques y ladrillos BTC. La arena suprayacente a la arcilla, con espesores de 4 a 8 m, es de tipo SM, limosa, con granulometría media a fina, presentando 25-30% de finos.2. Con las mezclas de arcilla y arena, empleadas para compactar los bloques BTC (M1 y M2) y ladrillo, y los estabilizantes (cemento, cal, escoria, vidrio y humedad óptima, mediante prensa hidráulica aplicando un esfuerzo de 10 Tm, se obtuvieron los bloques y ladrillos para las pruebas/ensayos f ís icos y mecánicos, una vez secados a la sombra por 28 días.3. El peso resultante de los bloques BTC M1 y M-2, fue de 9,568 y10,910 kg y del ladrillo BTC, de 6,05 kg, en consideración de sus dimensiones y volúmenes necesarios para una obra (33

2bloques BTC M-2/m vs. 12,5 2bloques de cemento/m , y de 975

2 2kg/m vs. 340 kg/m de peso en la mampostería estructural, esto constituye un factor desventajoso si se compara con el bloque tradicional de cemento, por lo cual es necesario aligerar su peso.4. La compactación obtenida para los bloques macizos (M-1 y M-2), de una densidad de la arcilla de

31,44 g/cm , de los bloques, de 1,92 3 3g/cm , del ladrillo, de 2,09 g/cm ,

alcanzó un incremento de 33,3% y del ladr i l lo , de 45,1%, respectivamente.5. Las res is tenc ias a la compresión obtenidas para los bloques BTC (mezclas M1 y M-2), de 3,02-6,10 MPa, y de 7,83 MPa para el ladrillo BTC, y de 0,55-0,79 MPa, y de 0,35 MPa para la r e s i s t e n c i a a f l e x i ó n , respectivamente, pueden ser considerados aceptables. Los demás resultados (impacto, humedad, adherencia, erosión por goteo), también presentan valores relativamente positivos.6. Los materiales estabilizantes empleados en esta investigación, según porcentaje por peso, pueden considerarse como adecuados, interpretándose que la resistencia a la compresión fue proporcional al porcentaje de cemento seleccionado para ambos tipos de bloques y ladrillo, al igual que el porcentaje de cal. El aglomerante escoria de fundición y del vidrio molido incrementan la densidad y peso de los bloques y

las localidades Comercial El Alba, Los Caminos de Dios y el ladrillo y, probablemente, fundo San Benito, Ciudad Bolívar, presenta media a alta contribuyen al incremento de la resistencia de los mismos.plasticidad (límite líquido 37-45 y límite plástico: 24-29, e 7. La humedad óptima seleccionada (12-13%) según ensayo índices plástico: 13-16), de tipo bentonítico, mayoritariamente de compactación realizada y el tipo de arcilla presente, de de composición montmorilonítica, con reservas importantes media-alta plasticidad, fue adecuada en la fabricación de los para su utilización industrial en la fabricación de bloques bloques y ladrillo, con un buen resultado de su forma y

C., R. Criterios para establecer parámetros de control en la estabilización de suelos con cemento. Experiencia en la región amazónica. Disponible e n : http://WWW.asacem.org.pe/webactual/XV//%congreso%criterrios%20montalvo.pdf

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/sk01msOr.htmnºDirecciones utiles

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Stulz, R., Mukerji, K. Materiales de construcción apropiados. Slideshare.net/nataly58/sampieriCatálogo. Disponible en:Hurtado de Barrera, J. (2000). Metodología de la Investigación

Holística. Sypal. Caracas.http.//sleekpfreak.ath.ex.81/3wdev/conmutes/8ko1m500Maldonado, R. L. y otros (2001). Rendimiento y coste .htm#contentsenergético en la construcción de ce-

Upal, Y. S., Kapur, B. P. Role of detrimental salts in soil rramientos de fábrica de adobe estabilizado (BTC). stabilization with and without cement. Effect of Bloques de tierra comprimida. Centro de magnesium sulphate. Edit. Indian concrete journal. July investigación de Arquitectura tradicional (CIAT).

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Effect of organic matter on the setting of soil-cement mixtures. Appl. Chem. 4.

Etchebarne, R., Piñeiro, G., Silva, J. C. (2008). Proyecto tierra U r u g u a y. M o n t a j e d e prototipos de vivienda a través de la utilización de tecnologías en tierra; Adobem Fajina y BTC.

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Farfán Montalvo, M., Campos Vásquez, M., Melendrez CH., E., Fernández Con, R. Criterios para establecer parámetros de acabado. Al IAMIB de la Gobernación del estado

control en la estabilización de Bolívar, por la información suministrada suelos con cemento. Experiencia RECOMENDACIÓN sobre el proyecto de ALFA-BOLÍVAR; al en la región amazónica. Disponible Continuar esta línea de investigación, Centro de Geociencias-UDO, por el en:por ser alternativa ecológica válida y análisis químico de muestras de arcilla y

apropiada, sostenible y duradera, como arena, y a FUNDA-GEOMINAS, por los http://www.asacem.org.pe/webactsolución parcial a la urgente y prioritaria ensayos geomecánicos realizados de ual/XVII%20congreso%criterios%problemática de la vivienda, explorando bloques y ladrillos producidos.20otras áreas con depósitos de arcillas y

Galindez, F. (2007). Bloques de tierra arenas, y ensayando otros materiales y REFERENCIAScomprimida (BTC) sin adición de mezclas, fabricando bloques BTC más Acosta, D. La mampostería de bloques cemento. Fundación MAPFRE. livianos (2 ó 3 huecos/perforaciones), al de suelo-cemento: ¿Tecnología D i s p o n i b l e ( a b r i l 2 0 1 2 ) : más bajo costo posible y resistencia e apropiada para la producción http://www.mapfre.com/ccm/conteimpermeabilidad aceptables, y menor masiva de viviendas?. Tecnología y nt/documentos/fundacion/prev-gasto energético en su producción, construcción. Vol. 16-1, 2000. pp. ma/proyecto/3-BLOQUES TIERRA mediante un procedimiento más rápido 19-38.COMPRIMIDA.pdfy ef ic iente, con el d iseño de Aldere, C.; Arias, L.; Hellace, R.; Sosa,

Gatani, M. P. Ladrillos de suelo-equipos/prensas que compacta M.; Ferreya, I. (2009). Mampostería cemento: Mampuesto tradicional hidráulicamente al menos cuatro c o n t i e r r a e s t a b i l i z a d a y en base a un material sostenible. unidades simultáneamente. comprimida. CRIATIC, Universidad CONICET, Argentina. Informe de Nacional de Tucumán, Argentina.la construcción. Vol. 51, Nº 566, AGRADECIMIENTOS ArquiBio. (2008). Construcción en

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites Caracterización físico-química de los horizontes ...

4 GEOMINAS, Vol. 40, N° 57/58, abril/agosto 2012 GEOMINAS, abril/agosto 2012 5

Cuadro I. Análisis químico de muestras de arcillas de perforaciones, sectores Las Brisas, Cd. Bolívar.

Cuadro II. Reservas de material arcilloso explorado, Las Brisas, Ciudad Bolívar.

Cuadro III. Características de los tipos de bloques y ladrillo producidos con fines de ensayos.

Cuadro IV. Resultados de los principales ensayos realizados a los BTC con diferentes mezclas seleccionadas.

Figura 6. Proceso general de fabricación de bloques de ladrillos. Fuente: IAMIB (2012).

C., R. Criterios para establecer parámetros de control en la estabilización de suelos con cemento. Experiencia en la región amazónica. Disponible e n : http://WWW.asacem.org.pe/webactual/XV//%congreso%criterrios%20montalvo.pdf

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Farfán Montalvo, M., Campos Vásquez, M., Melendrez CH., E., Fernández Con, R. Criterios para establecer parámetros de acabado. Al IAMIB de la Gobernación del estado

control en la estabilización de Bolívar, por la información suministrada suelos con cemento. Experiencia RECOMENDACIÓN sobre el proyecto de ALFA-BOLÍVAR; al en la región amazónica. Disponible Continuar esta línea de investigación, Centro de Geociencias-UDO, por el en:por ser alternativa ecológica válida y análisis químico de muestras de arcilla y

apropiada, sostenible y duradera, como arena, y a FUNDA-GEOMINAS, por los http://www.asacem.org.pe/webactsolución parcial a la urgente y prioritaria ensayos geomecánicos realizados de ual/XVII%20congreso%criterios%problemática de la vivienda, explorando bloques y ladrillos producidos.20otras áreas con depósitos de arcillas y

Galindez, F. (2007). Bloques de tierra arenas, y ensayando otros materiales y REFERENCIAScomprimida (BTC) sin adición de mezclas, fabricando bloques BTC más Acosta, D. La mampostería de bloques cemento. Fundación MAPFRE. livianos (2 ó 3 huecos/perforaciones), al de suelo-cemento: ¿Tecnología D i s p o n i b l e ( a b r i l 2 0 1 2 ) : más bajo costo posible y resistencia e apropiada para la producción http://www.mapfre.com/ccm/conteimpermeabilidad aceptables, y menor masiva de viviendas?. Tecnología y nt/documentos/fundacion/prev-gasto energético en su producción, construcción. Vol. 16-1, 2000. pp. ma/proyecto/3-BLOQUES TIERRA mediante un procedimiento más rápido 19-38.COMPRIMIDA.pdfy ef ic iente, con el d iseño de Aldere, C.; Arias, L.; Hellace, R.; Sosa,

Gatani, M. P. Ladrillos de suelo-equipos/prensas que compacta M.; Ferreya, I. (2009). Mampostería cemento: Mampuesto tradicional hidráulicamente al menos cuatro c o n t i e r r a e s t a b i l i z a d a y en base a un material sostenible. unidades simultáneamente. comprimida. CRIATIC, Universidad CONICET, Argentina. Informe de Nacional de Tucumán, Argentina.la construcción. Vol. 51, Nº 566, AGRADECIMIENTOS ArquiBio. (2008). Construcción en

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites Caracterización físico-química de los horizontes ...

4 GEOMINAS, Vol. 40, N° 57/58, abril/agosto 2012 GEOMINAS, abril/agosto 2012 5

Cuadro I. Análisis químico de muestras de arcillas de perforaciones, sectores Las Brisas, Cd. Bolívar.

Cuadro II. Reservas de material arcilloso explorado, Las Brisas, Ciudad Bolívar.

Cuadro III. Características de los tipos de bloques y ladrillo producidos con fines de ensayos.

Cuadro IV. Resultados de los principales ensayos realizados a los BTC con diferentes mezclas seleccionadas.

Figura 6. Proceso general de fabricación de bloques de ladrillos. Fuente: IAMIB (2012).

J. Herrero, A. Paulo, C. Boscarello, R. Rodríguez, V. Lizardi, J. Freites

4 GEOMINAS, Vol. 40, N° 57/58, abril/agosto 2012

Foto Nº 7. Tesistas Geólogos Verlinda Lizardi y Reinaldo Rodríguez.

Foto Nº 1. Pozo exploratorio de la arcilla. Foto Nº 2. Horizonte de arena de mina.

Foto Nº 3. Preparación de la mezcla.

Foto Nº 4. Detalle de rotura del BTC.

Foto Nº 5. Patio de BTC listos para el secado.

Foto Nº 6. Ensayo de flexión. Izq: Ing° J. Herrero. Der: Geol° C. Boscarello.

Foto Nº 8. Ensayo de compresión simple.