Estériles de carbón

Propiedades físicas

Los estériles de lavadero suelen clasificarse granulométricamente en gruesos (>150 mm), granos (10-150 mm) menudos (1-10 mm) y finos (<1 mm). Los estériles rojos suelen prepararse en fracciones 0-10 (Izqda. de la fotografía 2) y 10-20 (Dcha. de la fotografía 2), obtenidas a partir de la trituración y clasificación del rechazo obtenido en el tamiz 20-25 mm. La densidad de las partículas del material procesado es del orden de 2,7 gr/cm³.

El formoshiste es un material obtenido generalmente in situ, con maquinaria como la que se muestra en la fotografía 3, por cribado con cortes en 16 y en 160 mm, rechazo nulo en 250 mm, admitiéndose hasta un 20% mayor de 160 mm y no más del 20% por debajo de 16 mm. El porcentaje de material inferior a 0,08 mm no debe ser superior al 5%.

Estudios realizados en España con muestras de estériles rojos y negros, tratados para su utilización en carreteras, han mostrado las características que figuran en la tabla 5⁽⁸⁾.

Tabla 5: Características de los estériles de carbón tratados

Propiedades Químicas

Uno de los aspectos más reseñables de estos materiales desde el punto de vista químico es el de su capacidad para la generación de problemas derivados de la presencia de sulfatos. Esta cuestión tiene un doble aspecto, por un lado hay que hablar de la eventualidad del denominado “drenaje ácido de minas, (DAM)”, frecuente en la minería^(10,11,12), y particularmente, en la metálica y por otro, el de los sulfatos solubles. El primero de los aspectos no reviste gran interés en ingeniería civil pero sí el segundo⁽¹³⁾. Ambos problemas se presentan tanto en los estériles negros como en los rojos, con mayor incidencia en estos últimos.

Cuantitativamente, el 71% de los estériles negros y el 49% de los rojos, presentan contenidos de sulfatos solubles en agua inferiores a 2g/l y de sulfatos solubles en medio ácido por debajo del 1%. El pH, para el National Coal Board (NCB), presenta un valor modal de 7, aunque los estériles negros muestran cierto sesgo hacia la acidez⁽¹⁴⁾. No obstante, el rango de valores de pH de una suspensión acuosa de estériles se puede situar entre 4,2 y 8,5⁽¹³⁾, mientras que el de contenido en sulfatos solubles se encuentra entre 0,6-7,0 g SO₃/l. Por último, la composición química de SiO₂ presenta valores entre 38 y 60%, el contenido de alúmina entre el 14 y el 30% mientras que el de Fe₂O₃ se encuentra entre el 3 y el 11%⁽¹³⁾. Hay que señalar que los porcentajes de alúmina de estos residuos les ha hecho objeto de estudios destinados a recuperar el aluminio existente en ellos.

Propiedades Mecánicas

Las densidades obtenidas con diferentes porcentajes de menudos y granos varían entre 1,98 y 2,12 g/cm³, mientras que el índice CBR varió entre 8 y 21⁽⁶⁾. Por lo que respecta al “formoschiste, las propiedades mecánicas aportadas son un coeficiente Deval húmedo superior a 1,2 y un coeficiente de los Ángeles inferior a 55, propiedades ambas medidas sobre la fracción 25/50^(2,7). Los estériles rojos españoles alcanzan densidades entre 1,77 y 1,98 g/cm³ con humedades en el rango 11-17. Los CBRs (Proctor Normal) estuvieron comprendidos entre 28 y 82 y el coeficiente de los Ángeles de 31⁽⁸⁾. Con densidad máxima de Proctor Modificado (PM), los resultados varían entre 1,82 y 2,14 g/cm³ y humedad óptima entre 6,5 y 16,5, CBR (PM) entre 44 y 113 y desgaste de los Ángeles entre 25 y 31. Para estos estudios, en los estériles rojos se realizó una molienda del todo-uno a tamaños inferiores a 50 mm, con la finalidad de mejorar su índice de forma. En los estériles negros, debido a su plasticidad y baja capacidad portante, se realizó un corte a 25 mm, desechándose la fracción inferior a dicho tamaño que es la de mayor contenido de material carbonoso. El material mayor de 25 mm se trituró a tamaño inferior a 50 mm, según lo exigido para materiales granulares.