Influencia del contenido de sulfuros en el comportamiento geomecánico de rocas lodosas

Abstract

El presente estudio es una recopilación de ensayos referentes a la reacción expansiva tras la oxidación del mineral de pirita en rocas lodosas. Autores como Torres-Suarez (2011) en su investigación sobre los efectos de la humedad en el cambio de aspectos geomecánicos en las rocas lodosas han realizado estudios previos sobre el comportamiento expansivo de algunos componentes de estas rocas al presentar reacciones generalmente físicas, por hinchamiento de minerales arcillosos.

En dichos estudios se han encontrado evidencias de cambios volumétricos que afectan el comportamiento geomecánico de la roca, siendo influyentes a la hora de generar un estudio geotécnico adecuado. Sin embargo, la identificación de las reacciones que presentan los componentes de las rocas lodosas como la pirita al verse enfrentada a procesos de oxidación no ha sido estudiada en detalle en el medio colombiano, y por los casos reportados en diferentes países del mundo, esto puede ser un determinante para la caracterización de las rocas y su potencial uso en proyectos ingenieriles.

Los ensayos se llevaron a cabo en un periodo de aproximadamente 11 meses, en los cuales se realizaron ensayos de caracterización que incluyeron tamaños de partícula y límites de consistencia. De igual forma ensayos para determinar la mineralogía con ensayos DRX y análisis petrográfico, ensayos de resistencia a la carga puntual y compresión simple. Y, finalmente, ensayos de expansión por diferentes métodos a tres extracciones de afloramientos con características de rocas lodosas.

Dentro de los resultados obtenidos se pudo evidenciar un comportamiento de roca acorde con un shale lodoso calcáreo y carbonoso, con contenido de pirita que luego de ser expuesta a procesos de oxidación en ambientes controlados de laboratorio, no presentaba expansiones superiores a 1 mm.

Sin embargo, se discuten los mecanismos que pueden haber impedido o retardado la reacción de la pirita, por lo que es destacable la necesidad de ampliación de los ensayos adiversos medios con el fin de identificar si la expansión aumentaría con otras características ambientales

The present study is a compilation of tests referring to the expansive reaction after the oxidation of pyrite mineral in muddy rocks. Authors such as Torres-Suarez (2011) in their research on the effects of humidity on the change of geomechanical aspects in muddy rocks have carried out previous studies on the expansive behavior of some components of these rocks by presenting generally physical reactions, due to swelling of clay minerals. In these studies, evidence of volumetric changes that affect the geomechanical behavior of the rock have been found, being influential when generating an adequate geotechnical study. However, the identification of the reactions presented by the components of muddy rocks such as pyrite when faced with oxidation processes has not been studied in detail in the Colombian environment, and due to the cases reported in different countries of the world, this may be a determinant for the characterization of rocks and their potential use in engineering projects. The tests were carried out in a period of approximately 11 months, in which characterization tests were carried out that included particle sizes and consistency limits. In the same way, tests to determine the mineralogy with DRX tests and petrographic analysis, tests of resistance to point load and simple compression. And, finally, expansion tests by different methods to three extractions from outcrops with characteristics of muddy rocks. Within the results obtained, it was possible to demonstrate a rock behavior consistent with a calcareous and carbonaceous muddy shale, with pyrite content that, after being exposed to oxidation processes in controlled laboratory environments, did not present expansions greater than 1 mm. However, the mechanisms that may have prevented or delayed the pyrite reaction are discussed, so it is worth highlighting the need to expand the mean adverse tests in order to identify if the expansion would increase with other environmental characteristics.